氣候變化背景下可持續(xù)城市規(guī)劃決策與信息服務系統(tǒng)

1、構建城市適應氣候變化的科學決策支持系統(tǒng),中國21世紀議程管理中心 副主任彭斯震 研究員2014年9月5日,Disclaimer: The views expressed in this document are those of the author, and do not necessarily reflect the views and policies of the Asian Development Bank (ADB)

2、, its Board of Directors, or the governments they represent. ADB does not guarantee the accuracy of the data included in this document, and accept no responsibility for any consequence of their use. By making any designa

3、tion or reference to a particular territory or geographical area, or by using the term “country” in this document, ADB does not intend to make any judgments as to the legal or other status of any territory or area.,氣候變暖了

4、嗎?,應對氣候變化：減緩與適應并重,減緩（如果氣候變暖與人類活動排放有關，城市排放按消費側計占人類活動排放的60-70%）適應（毫無疑問，即使我們現(xiàn)在停止排放，氣候系統(tǒng)需要上千年才能達到新的平衡）,過去10年全球發(fā)生的重大變化,氣候變化（全球百年平均增溫0.65-1.06C； 中國大陸0.9-1.5C，過去10年最暖)城市化 （過去12年全球新增770座百萬以上的城市，預計2050年全球96億的人口生活在城市里）大數(shù)據（科學方法

5、上的一次革命性突破、不再是傳統(tǒng)抽樣、因果分析，而是相關分析中進行關聯(lián)、預測）,1、氣候變化背景下城市化進程適應氣候變化對科學數(shù)據與方法的需求2、我國氣候變化相關數(shù)據基礎和存在的問題3、氣候變化背景下可持續(xù)城市規(guī)劃決策與信息服務系統(tǒng),提綱,1、氣候變化背景下城市化進程適應氣候變化對科學數(shù)據與方法的需求,需求一氣候變化不僅對于自然系統(tǒng)產生了可以辨識的影響，其對于社會經濟系統(tǒng)的影響也逐漸凸顯，尤其是對城市和城市化發(fā)展帶來顯著影響，氣

6、候變化的不利影響和未來風險甚至會影響國家社會經濟發(fā)展的整體布局。,極端暴雨事件頻發(fā)：觀測表明，近50年來，全國最大1d、3d雨量增減不明顯，但短歷時暴雨強度增加、極端降水日數(shù)增加。城市熱島雨島效應：觀測表明，在市區(qū)及城市下風方地區(qū)有降水量增多的現(xiàn)象。根據上海汛期(5~9月)平均降水量分布圖，最大降水量中心位于市區(qū)，市中心的降水比郊區(qū)多約60mm。,極端降水天數(shù)變化,氣候變化：極端暴雨頻發(fā)，熱島雨島效應顯著,影響1：城市內澇頻發(fā),9,2

7、010年對351個城市的內澇情況調研顯示:213個城市發(fā)生過不同程度的積水內澇，占調查城市62%；內澇災害一年超過3次的城市就有137個，多數(shù)城市已從幾年一澇變成一年數(shù)澇，甚至擴大到西安、沈陽等西部和北部城市。內澇災害最大積水深度超過50mm的城市占74.6%，積水深度超過15mm的超過90%；積水時間超過半小時的城市占78.9%，其中57個城市最大積水時間超過12小時。,發(fā)生范圍廣、積水深度大、積水時間長,10,11,從200

8、7.7.18濟南特大暴雨26人死亡，到2010.5.7廣州洪澇死亡6人，2011.6.23北京暴雨全城癱瘓、2012.7.21北京暴雨造成79人死亡，再到2013年上海暴雨洪澇災害，交通癱瘓、工程受損、財產損失，人員傷亡，嚴重威脅城市安全。,社會影響深、經濟損失大、威脅城市安全,目前北京全市年用水缺口近2/3，只能超采地下水、遠水解渴。北京自來水集團預測，今夏城區(qū)日供水量達到310-315萬立方米，接近318萬立方米的供水極限。氣候暖

9、干化導致城市群的水資源供給保障能力不斷下降，限制了黃淮海、關中地區(qū)和天山北坡等城市群的發(fā)展規(guī)模。例如：關中地區(qū)，約占陜西全省面積的27％，卻集中了全省52％的土地，60％的人口，80％的工業(yè)，而其地表水資源量卻僅占全省的17.7％。隨著全球變暖，降水量減少，蒸發(fā)量增大，而城市人口激增和工業(yè)化的快速發(fā)展，使城市工業(yè)和生活用水日趨緊張。缺水最嚴重的銅川市，缺水率達37.7％，渭南市缺水程度位居第二，缺水率為33.2 ％ 。,影響2：水資源短

10、缺,土地淹沒、海岸帶建設加速后退，極端天氣事件及其次生災害對沿海、沿江、地質不穩(wěn)定帶的城市安全構成嚴重威脅；發(fā)生頻率不斷增高影響范圍擴大,,影響3：海平面上升、風暴潮加劇,在全球氣候變化的背景下，降水的強度和頻率增加，更容易誘發(fā)和加劇水土流失、滑坡、崩塌、泥石流等次生災害，并會形成暴雨－洪水－崩塌、滑坡－泥石流的災害鏈和災害群，對城市交通、通訊等基礎設施和人身安全造成較大的威脅。例如，重慶市屬山區(qū)沿江城市，地質環(huán)境脆弱，

11、市區(qū)的崩塌、滑坡災害點的密度大，發(fā)生頻率高。崩塌災害點密度高達1處／km2，滑坡主要集中集中于海拔160～300m的沿江斜坡地區(qū)。崩塌主要集中于嘉陵江沿岸的浮圖關、滄白路和長江沿岸的九渡口、雷家坡等地區(qū)。這些地段工廠、居民住房集中，氣候變化引起或強化的山地災害對城市發(fā)展威脅較大。,影響4：城市基礎設施面臨挑戰(zhàn),隨著全球氣候變暖和熱島效應增強，城市區(qū)域夏季熱浪、高溫發(fā)生的頻率、強度和持續(xù)時間增加，高溫易誘發(fā)中暑、昏厥、腸道以及心腦血管疾病

12、，極端高溫引起死亡人數(shù)增加。由于氣候變暖，昆蟲繁殖能力增強，以昆蟲為媒介或宿主的瘧疾、登革熱、血吸蟲病等傳染病發(fā)生的可能性增大。城市住房、基礎設施、公共服務不足，人口密集和居住環(huán)境擁擠，更有利于蚊蟲的繁殖和疾病傳播，增加傳染病流行的風險和對居民健康的危害。,影響5：市民健康受威脅,氣候變暖與霧霾的關系?,影響6：環(huán)境污染,需求二： 隨著我國新一輪的城市化進程的發(fā)展，自然資源對我國城市化發(fā)展的制約越來越嚴重，而氣候變化帶來的不利影響又

13、進一步加劇了城鎮(zhèn)化加速發(fā)展與自然資源緊缺的矛盾。,快速工業(yè)化和城市化發(fā)展階段：資源利用量大2005-2010年間地區(qū)生產總值和常住人口分別增長了79.6%和14.1%每增加一個人口，就要新增用水量610m3、能耗16.8噸標準煤和城鄉(xiāng)建設用地250m2每增加一萬元GDP就要新增用水量22m3、能耗0.6噸標準煤和城鄉(xiāng)建設用地9.2m2每增加一萬元工業(yè)增加值就要新增工業(yè)煙塵排放0.2kg和固廢排放176.6kg左右,粗放的發(fā)展方式

14、，技術水平和產業(yè)結構偏低，利用效率低2005-2010年間萬元GDP用水量和能耗分別下降了44.9%和17.1%，但人均用水量和能耗則上升了0.3%和50.7%，單位水、能源等資源消耗水平以及主要工業(yè)污染物排放水平也明顯高于珠三角和環(huán)渤海地區(qū),現(xiàn)有以GDP和投資為導向的考核體制：忽視資源消耗成本2005-2010年全社會固定資產投資年均增長11.0%，高于GDP年均增速（10.5%），同期全社會固定資產投資占GDP的比重始終保持在4

15、4%以上，遠高于國外先進發(fā)達國家的占比,,2005-2012年長三角全社會固定資產投資占GDP比重,需求三,在氣候變化的背景下，如何走出一條資源節(jié)約、環(huán)境友好的城鎮(zhèn)化道路，成為亟待解決的迫切問題。亟需為城市化過程與規(guī)劃如何考慮氣候變化的影響和資源環(huán)境束縛提供決策的方法和途徑，亟需探索建立包含各領域氣候變化數(shù)據、遙感、影響與脆弱性、減緩與適應多方面信息的公共信息服務系統(tǒng)，為決策者提供充分可靠的信息。,2、我國氣候變化相關數(shù)據基礎和存在的

16、問題,基于第三次《氣候變化國家評估報告》,數(shù)據總體情況,查詢平臺數(shù)據類型平均氣溫平均相對濕度降水量日照時數(shù)供水用水量燃氣集中供熱城市交通,,②中國氣象科學數(shù)據共享服務網,維護單位：中國氣象局主要城市各月降水量、平均氣溫、日照時數(shù)和相對濕度等數(shù)據,,,③中國水資源公報,維護單位：中國水利部供水量和用水量等數(shù)據,,,⑤中國水資源數(shù)據庫,維護單位：中國科學院地理科學與資源研究所城市供水、用水和排水等數(shù)據,,,⑥

17、能源資源數(shù)據庫,維護單位：中國科學院地理科學與資源研究所各省能源消費量、人均生活用能量等數(shù)據,,,④中國城市數(shù)據庫,維護單位：中國科學院地理科學與資源研究所城市工業(yè)總產值、供水、供電、供氣、城市道路及交通運輸?shù)葦?shù)據,,,① 中國統(tǒng)計數(shù)據庫,維護單位：中國統(tǒng)計局包含月度、季度、年度數(shù)據，以及地區(qū)數(shù)據、普查數(shù)據、國際數(shù)據六類統(tǒng)計數(shù)據，近800萬筆數(shù)據。,,人地系統(tǒng)主題數(shù)據庫,數(shù)據質量情況,,,1996年1月~2012年12月主要城市平

18、均氣溫、平均相對濕度、降水量、日照時數(shù)1995~2012年主要城市供水用水、煤氣、液化石油氣、天然氣、集中供熱城市公用事業(yè)部分網站無具體數(shù)據,中國統(tǒng)計年鑒,,,32個子庫構成，目前數(shù)據總量超過6TB水資源數(shù)據庫：1995年～2004年全國各省區(qū)水資源數(shù)量、水資源開發(fā)利用；1980s水資源規(guī)劃；1970s重點地區(qū)水資源狀況遙感數(shù)據氣候資源數(shù)據庫：1996年～2000年及累年平均地面氣候資料，30多張關系表能源資源數(shù)據庫：全國各

19、省區(qū)多年城市屬性數(shù)據庫：全國歷年數(shù)據庫查詢?yōu)g覽、數(shù)據下載、圖形瀏覽和生成、統(tǒng)計數(shù)據可視化與在線分析功能,,,2007年主要城市各月極端最低氣溫、極端最高氣溫、降水量、平均氣溫、日照時數(shù)和相對濕度 1997年～2006年全國各城市逐日、逐月和逐年的降水量和氣溫，結果以圖的形式呈現(xiàn)地面氣候資料日值數(shù)據集（1951年1月～2014年2月，日值數(shù)據）,,,1997年～2011年各水資源一級區(qū)和各省級行政區(qū)的供水量和用水量,中國氣象局

20、統(tǒng)計信息,水資源公報,人地系統(tǒng)主題數(shù)據庫,數(shù)據應用情況,氣候變化對城市生態(tài)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為對人群健康、社會經濟發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)服務三個方面依賴于此類數(shù)據，可以對氣候變化對各城市發(fā)展、供電、供水、能源消費、生態(tài)環(huán)境、交通等產生的影響進行研究,國內專門的城市數(shù)據庫很少可查找到的僅是人地系統(tǒng)主題數(shù)據庫中的中國城市數(shù)據分庫其余的比較零散地統(tǒng)計了城市的部分情況對城市各部分的分類不統(tǒng)一一些相同分類的數(shù)據存在不一致的情況可公開查詢或共享

21、的數(shù)據較少人地系統(tǒng)主題數(shù)據庫需要經過注冊等程序后，才能查詢和下載數(shù)據中國氣象局統(tǒng)計信息中公開查詢的數(shù)據，只提供了2007年的數(shù)據,數(shù)據存在問題,在產生大量氣候數(shù)據的同時， 還需要用便于用戶使用的格式存放數(shù)據Overpeck等（2011年）建立這種數(shù)據平臺有助于擴展用戶的種類和數(shù)量，使氣候數(shù)據能在全球范圍內得到共享，被公眾、私人和研究機構使用對城市有關的核心指標內容和數(shù)據的范圍、頻率和及時性、數(shù)據的質量、數(shù)據公布的完整性、數(shù)據的

22、公眾可獲取性等，應統(tǒng)一標準和嚴格要求有關氣候變化與城市關系的研究多數(shù)數(shù)據來源于中國統(tǒng)計年鑒或地方各省市統(tǒng)計年鑒，其數(shù)據的可靠性與否無法比較應加強各政府部門的統(tǒng)計，實現(xiàn)現(xiàn)有基礎資料源的統(tǒng)一和完整，增強氣象資料的可靠性和準確性- 如氣象部門應建立高質量和系統(tǒng)化的氣象資料數(shù)據集,3、氣候變化背景下可持續(xù)城市規(guī)劃決策與信息服務系統(tǒng),28,,Figure 1 Adaption planning cycle. Source: UNFCCC h

23、ttp://unfccc.int/focus/adaptation/items/6999.php,NY Casestudies,建立一個包含各領域氣候變化數(shù)據、遙感、影響與脆弱性、減緩與適應多方面的公共信息服務系統(tǒng)，為政策、規(guī)劃以及決策制定提供充分可靠的信息。,適應決策支持服務功能,3.1 基礎信息平臺,現(xiàn)代化的電子基礎信息平臺包括硬件、軟件兩部分。,,,,32,當前國家以及省級政府收集存儲的大數(shù)據系統(tǒng)和計算機性能水平狀況怎樣？是否當

24、前的數(shù)據存儲、HPC系統(tǒng)、連通性和技術對研究者、政府分析員和政策專家開放？怎樣解決現(xiàn)有的電子基礎設施的連接或者開放性不足的問題？,要解決的問題包括：,3.2 數(shù)據信息管理系統(tǒng),通過對氣候變化以及城市化相關的數(shù)據信息（如：氣溫、降水；人口、社會經濟發(fā)展等相關信息）收集和存儲，建立大數(shù)據庫，并采用數(shù)據挖掘工具進行分析利用，以支持基礎信息平臺。,要解決的問題：是否有政策或組織文化的障礙在共享水平數(shù)據和信息是（各部委）或垂直（部門內部）

25、？對于已經成立元數(shù)據協(xié)議，它們如何使用？是否有發(fā)達的通信網絡站點的數(shù)據挖掘工具？誰擁有的數(shù)據和信息的最重要的資料庫？,3.3 數(shù)據信息生產,基于數(shù)據信息管理系統(tǒng)的氣候變化與城市化相關的大量數(shù)據信息，采用大數(shù)據統(tǒng)計分析以及相關功能模型工具進行再分析，計算生產相關領域/行業(yè)的脆弱性及風險水平。,要解決的問題包括：每一個關鍵部門和領域（如交通，城市洪水模型，土地利用評價， ）已經開發(fā)出了哪些分析和建模工具？這些工具中哪些是通用的（

26、即可以被校準到任何區(qū)域，如果輸入數(shù)據是可行的），或者可以被制成一體的綜合信息服務系統(tǒng)的組成部分？是否這些工具擁有用戶界面，是普通運用者可以像專門研究者一樣使用的？,3.4 數(shù)據信息產品,面向決策服務支撐的專項產品開發(fā)：整合氣候變化與城市化相關數(shù)據信息及其相應的分析工具，設計不同發(fā)展情景和多種規(guī)劃方案，尋求適應未來情景的最佳合理方案，以滿足氣候變化背景下城市化過程中不同行業(yè)和決策者的需求。,需要的解決問題如下：我們信息服務的潛在用戶