气象调研工作计划

气象调研工作计划

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　　关键词：气象因素；风象；气温；太阳辐射；降水与湿度

　　一、风象

　　风象对城市布局尤其是工业区与居住区的布局有重大影响，同时也影响城市通风、防风、抗风等工程的设计与安排。风象的主要内容包括风向、风速以及其他风象（如静风、山谷风、海陆风等的频次与特征），风是地面大气的水平移动，由风向与风速两个量表示。根据城市多年风向观测记录汇总所绘制的风向频率图和平均风速图又称风玫瑰图。在传统的城市规划中，对工业区和居住区的布局主要依据风玫瑰图，上世纪50年代至80年代的城市规划实践中，所遵循的一条重要原则是考虑把工业布局于城市的下风和下水方向，上风方向建居民区。随着科学的进步，人们对风象的研究不断深入，在进行城市用地规划布局时，同时还考虑最小风频风向，静风频率，各盛行风向的季节变换及风速关系。此外，城市总体布局在绿地安排和道路系统规划中也应考虑自然通风的要求，如大面积绿地安排成楔状插入城市，以导引风向；道路系统的走向可与冬季盛行风向成一定角度，以减轻寒风对城市的侵袭。对城市局部地段在温差热力作用下产生的小范围空气环流也应考虑，处理得当有利于该地段的自然通风。如在山地背风面，由于会产生机械性涡流，布置于此的建筑有利于通风，但其上风向若为污染源时，则也会因之而加剧污染。

　　民间所说的“风水”也蕴含着一定的气象、水文和环境科学道理，只不过是“风水先生”人为地加进一些神秘的色彩而已。我国位于北半球，太阳从东边升起，从西边落下，冬季太阳高度角较小，朝南的门、窗可接受更多的太阳光，提高室内温度。夏季，太阳高度增大，朝南的房子阳光从门、窗射入屋内的机会较少，故有利于夏天室内保持凉爽。另外，我国位于东亚季风区，夏季盛行南到西南风，冬季盛行西北风，所以，房屋“坐北向南”是最佳选择，炎夏时有凉爽的南风，冬季又避开寒冷的北风，确保了室内的冬暖夏凉。

　　古代的寺院和道观均建在深山密林之中是有一定的道理的。背靠青山，冬季可挡住凛冽寒风，夏季可迎来清凉南风，潺潺溪流则是提供生活必要的水源，深山密林又提供了清新的空气，而坚实的岩层地基又使建筑物历经数百年而不倒。

　　风对建筑施工也有很大影响，主要表现在风力较大时，高空塔吊不能转动自如，甚至可能发生塔吊出轨，翻倒事故。如果地面风在4级以上，则高空风力会更大，既不利于施工进展，也影响作业安全。

　　二、气温

　　气温对于城市规划与建设也有影响。如城市所在地区的日温差或年温差较大时，会给建筑工程的设施与施工带来影响，在工业配置时，需根据气温条件，考虑工业工艺的适应性与经济性问题，在生活居住方面，则应根据气温状况考虑生活居住区的降温或采暖设备的设置等问题。冬季的严寒和夏季的酷热，对人们的生活和生产带来了不舒适的感觉。因此，在房屋设计时，必须考虑当地的气候情况。按照人体的生理要求制定采暖和空调的温度指标值，达到这些指标值，就可以装置采暖或空调。

　　我国规定以累年日平均气温低于或等于5℃的天数大于90天者为集中采暖区（冬季采暖温度指标）。在建筑工程设计中，空调的设计负荷主要由夏季室外空气状态决定。当利用蒸发冷却已不满足降温的需要，而必须采用冷源来冷却时，要使空气温度降低1℃所需的成本，比起使空气温度升高1℃要贵几十倍，所以空调的室外计算温度和湿度的确定是至关重要的。冬季空调室外计算温度是由冬季（12-2月）平均每年不保证1天的日平均温度来确定，夏季空调室外计算温度是由夏季（6-8月）平均每年不保证5天的日平均温度来确定。按照计算出的各城市室外计算温度设计冬夏空调的荷载，就平均而言，冬季每年有1天的日平均温度低于此计算值，在这种低温日子里不保证空调防寒，而夏季每年有5天的日平均温度高于此计算值，在这种高温日子里不保证空调能达到将室内气温调节到适当值。我国空气调节设计规范规定对于无特殊要求的民用建筑、空调室内温度为26℃-30℃之间。

　　在日温差较大的地区（尤其在冬天），常常因为夜间城市地面散热冷却来得快，大气层中下冷上热，而在城市上空出现逆温层现象，在静风或谷地地区，加上山坡气流下沉，更加剧这一现象。这时城市上空大气比较稳定，有害工业烟气滞留或扩散缓慢，进而加剧了城市环境的污染。

　　此外，城市由于建筑密集，生产与生活活动过程散发大量热量，往往出现市区气温比郊外高的现象，即所谓“热岛效应”，尤其在大城市中更为突出。广东省气象局热带所吴兑教授的研究显示，广州近年来出现连日高温酷热天气总结起来取决于八个因素，其中竟有三个因素与城市规划有关。第一，玻璃幕墙多，增加热辐射。科学数据显示，在夏天，如果玻璃幕墙将阳光直接反射至对面居民家中，可导致室内温度上升4℃-6℃，现在，广州大型建筑采用的玻璃幕墙，釉面砖墙，铝合金板建材，不但容易造成光污染、白亮污染等，还能形成增温效果。这些建筑材料反射系数达70%至90%（森林草地的反射系数为10%-20%）。第二，建筑有高低，散热功能弱。据吴兑教授的研究，广州建筑密度不断增大，城市粗糙度（建设高低不平）变大，导致城市散热条件变差，散热功能弱化。因此出现的类似热岛效应，在广州市老城市如东山区和荔湾区比较明显，广州原来的气候优势在于城区风速较大，一般年平均风速可达2米/秒以上，而近几年在一些老城区年平均风速不足1米/秒。第三，石材建筑多，建筑密度大。据介绍，泥石材的热容量（单位体积内容纳的热量）很小，在接受热源辐射时加热快，导致气温快速升高。这种因素所导致的热岛效应在广州并不明显，但由于珠三角的城市圈、城市群较为紧凑，所以珠三角地区整体城市热岛现象十分明显，局部地区可以形成1℃-2℃增温。对此，广州市有关专家建议，为了让广州回复凉爽，“气象论证”应逐步纳入城市规划。可以因地制宜地通过对山谷、河流、巷道、走廊的走向及建筑高度进行论证，合理规划设计、确保夏季主导风向通畅，形成城市“穿堂风”。将大大缓和老区的“热岛效应”。在建筑施工方面，最适宜的气温为5-25度，所以有经验的建筑行家，总是在气象部门的密切配合下，趋利避害，既确保施工的质量和安全，又加快了作业进度，从而获得更明显的经济效益。

　　三、太阳辐射

　　太阳辐射的强度和日照率与城市规划有密切的关系，城市所在地区的太阳运行规律和辐射强度，对于建筑日照标准、建筑朝向、建筑间距的确定，以及建筑的遮阳设施和各项工程的采暖设施的设置，提供了规划设计的依据。其中某些因素的考虑将进一步影响到城市建筑密度、城市用地指标与用地规模以及建筑群体布置等。

　　日照是城市总体布局的重要参数。建筑物的日照条件不仅影响着人体健康，而且通过周围环境对人体产生间接的影响。因此在建筑规划中，应充分考虑到在冬至日获取充沛的阳光，延长日照时间，以改善室内的小气候条件。建筑物的日照间距是由日照标准、当地的地理纬度、建筑物朝向、建筑物的高度及长度和建筑用地的地形等因素决定的，在建筑设计时，应结合节约用地的原则，综合考虑各种因素来确定建筑间距。

　　四、降水与湿度

　　降水与湿度对城市规划建设有直接的关系，降水量的大小和降水强度对城市较为突出的影响是排水设施。此外，山洪的形成，江河汛期的威胁等也给城市用地的选择及城市防洪工程带来直接的影响。湿度的高低与降水的多少有着密切的联系。相对湿度又随地区或季节的不同而异，一般城市因大量人工建筑物与构筑物覆盖，相对湿度比城市郊区要低。湿度的大小还对城市某些工业生产工艺有所影响，同时又与居住环境是否舒适有所联系。在施工当中，降水对水泥、沙浆、石灰等建筑材料有破坏作用，高层建筑施工，还应避开雷电天气，以防雷击事故。降雪是降水的一种特殊形式，对施工也有影响，积雪易在混凝土表面形成水层，从而影响强度，降低质量。积雪对建筑物产生的雪压，增加了建筑物的垂直荷载，建筑设计时应该按照我国建筑结构荷载规范规定的雪压荷载予以考虑。

　　气象专家研究表明，局地暴雨和大风都与城市小气候有着密切的联系。夏季，水泥和柏油路面的温度能达到80℃左右，而相同地段的绿地中仅为40℃上下。因为温度的高低变化对降雨水汽的影响，常常会出现路东暴雨如注，路西地皮未湿的现象，这种现象称为极端天气，气象专家认为，这种极端天气与城市规划和建设有关，建议在城市规划和建设中应更多地考虑消除局部极端天气现象的方法。如大面积植树种草，尽量减少硬化地面，在城市较大区域范围内应该规划出“城市风道”。

　　五、城市建设与气候评估

　　要实现科学管理城市，合理进行城市规划设计，使城市居民健康地工作和生活，必须要有良好的城市气候环境。以北京为例，整个旧城区由二环路内的故宫、宫殿和园林及周围低矮建筑为主的居民区、商业区等组成。为了保护古都风貌，在现有规划中规定旧城范围内不发展高楼建筑，高层建筑都向二环以外的四周发展，如此就形成了一处被不断增高的城郊高层建筑环绕包围的低洼盆地，于是导致了通风能力降低、风速和湿度减小等一系列“城市热岛”的气候效应。最近，北京市规划、气象等十几家单位的科技工作者密切合作，建立了“城市规划建设对大气环境影响评估系统”，以此来定量实现对城市整体到小区以及单体建筑等3类尺度的气候环境条件估算；在城市规划实施之前预测出设施建成后的气候环境状况，指导城市规划；从提高城市自净能力角度提出规划适应对策，为优化整体或局部建设规划优选方案提供依据，避免决策失误。