黄河流域主要城市人居环境气象评估报告

REPORTONHUMANSETTLEMENTFORMAINCITIESINYELLOWRIVERBASIN 声明 我们力争通过气象大数据分析，客观呈现黄河流域的人居环境水平变化特征。因数据时空覆盖性等原因，相关指标值可能存在一定偏差，所载全部内容仅供参考。 由于人居环境影响因素众多，指标值大小还不足以判断城市人居环境的优良中差，人居环境的评估还需要继续深入、细致的研究。 未来期待与更多的合作伙伴一起为创造优良的人居环境献策出力，助力政府部门提升城市品质和人居环境质量，建设美丽城市。 研究团队 领衔专家 课题负责 田欣妹助理工程师中规院城市交通研究分院 赵一新 付凌峰教授级高级工程师中规院中部分院 伍速锋教授级高级工程师中规院城市交通研究分院院长助理 康浩 王庆刚工程师中规院西部分院 高级工程师中规院城市交通研究分院智能交通与交通模型研究所所长 苏力气象工程师北京玖天气象科技有限公司创新项目中心市场总监 杨振斌 中国气象局风能太阳能资源评估中心专家北京玖天气象科技有限公司常务副总经理 英翼气象工程师北京玖天气象科技有限公司创新项目中心解决方案总监 龚倩 北京玖天气象科技有限公司副总经理北京玖天气象科技有限公司创新项目中心负责人 团队成员 凌伯天 吴克寒 蒋国翔 阙粼婧 王全蕊 中规院城市交通研究分院助理工程师 北京玖天气象科技有限公司创新项目中心市场经理 中规院中部分院高级工程师 莫雨欣中规院城市交通研究分院实习生 曹雄赳 张凌波 王芮中规院城市交通研究分院工程师 殷韫中规院城市交通研究分院工程师 中规院城市交通研究分院助理工程师 中规院城市交通研究分院高级工程师 主要结论 1、黄河流域人体舒适度、空气质量持续改善 •黄河流域人体舒适度水平整体偏低，但呈现逐年上升的趋势。•黄河流域空气质量不断改善，但仍低于全国平均水平。 2、暴雨和高温极端天气增多，应重点关注韧性城市建设 •黄河流域降雨强度、暴雨天数均在增加，近年暴雨天数剧增是历史平均水平的2倍。•黄河流域年均高温天数呈上升趋势，近五年达到历史高位。 3、中、下游城市空气质量优良天数低，仍需强化空气污染防治 •空气质量低值分布在中、下游，安阳、渭南、西安等空气质量较差且仍有下降趋势。 4、中、上游城市夏季气候适宜度高，避暑旅游潜力大 •黄河流域中、上游避暑旅游气候适宜度高，下游区域近年适宜度呈下降趋势。•超80%城市处于较适宜避暑旅游水平以上，天水、忻州避暑旅游气候适宜度最高。 5、流域积温持续增加，农作物种植需适应趋势变化 •黄河流域活动积温逐年升高，上游处于中温带、中下游处于暖温带水平。 •黄河流域中、下游活动积温分布发生变化，对黄河流域粮产的影响复杂多样。 研究概况 研究背景·········································································· 8城市选取·········································································· 9评估指标··········································································10数据说明··········································································12 极端天气2 高温··················································································· 14暴雨··················································································· 18气象干旱·········································································· 23 宜居气候3 人体舒适度······································································ 28空气质量优良天数························································· 34 气象资源 避暑旅游气候适宜度····················································· 39活动积温·········································································· 41 1.1研究背景 为深入贯彻习近平总书记重要讲话和指示精神，依据中共中央、国务院印发的《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》，中国气象局与沿黄河九省（自治区）政府联合印发《“十四五”黄河流域生态保护和高质量发展气象保障规划》，描绘“十四五”期间气象服务黄河流域生态文明建设新蓝图。其中明确四方面16项重点建设任务： （1）筑牢气象防灾减灾第一道防线，保障黄河安澜。提升暴雨和气象干旱监测预警能力，提升气象灾害综合防御能力，加强暴雨和气象干旱灾害风险普查评估。 （2）科学应对气候变化，保障流域生态环境改善。加强气候变化监测诊断研判，科学开发流域云水资源，加强生态气象监测预报服务，提升环境污染防治气象服务能力。 （3）发挥气象趋利避害作用，保障流域高质量发展。提升流域粮食生产、城市和城市群、乡村振兴、互联互通气象保障能力，提升流域能源产业、文化旅游气象服务能力。 （4）加强气象大数据应用，加快气象科技创新。加强流域气象大数据应用支撑、气象科技创新支撑,完善流域气象业务支撑系统。 本次发布《黄河流域主要城市人居环境气象评估报告》，旨从极端天气、宜居气候、气象资源三个视角七个指标建立黄河流域人居环境评估指标体系，揭示黄河流域的人居环境演变特征，助力政府科学评估黄河流域人居环境的改善效果，提高黄河流域人居环境改善和治理的现代化管理水平。 1.2城市选取 黄河流域是指黄河水系从源头到入海这条河流所影响的地理生态区域。习惯上人们多把黄河流经省区的相关面积称之为黄河流域。黄河流域东西跨度距离全长约为5464公里，自西至东横跨青藏高原、内蒙古高原、黄土高原和黄淮海平原4个地貌单元，干流流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东等9个省区。黄河流域依据干流所处的地理环境及水文特征可以划分为上游、中游和下游，黄河的上、中游分界点：内蒙古河口镇；中、下游分界点：河南省桃花峪。 本研究选择黄河流域所覆盖主要城市为研究单元。据此，本次研究所涉及的城市单元共计56个，以及各游段所包含城市如下表。（由于数据获取限制，空气质量优良天数指标只涉及54个城市，不包括海东市和济源市。） 1.3评估指标 ➢高温：日最高气温达到35℃以上。高温天气会给人民生活和各行业带来不同程度的影响，属于综合性灾害，本报告通过高温天数指标评估高温灾害对城市的影响程度。 •高温天数指标：日最高气温在35℃以上的天数。 ➢暴雨：24小时降水量50毫米以上的强降雨。本报告通过暴雨天数与暴雨强度指标评估强降雨灾害对城市人居环境和城市基础设施的影响程度。 •暴雨天数指标：24小时降水量50毫米以上的天数。•暴雨强度指标：暴雨以上的降水量之和与暴雨日数之比。 ➢气象干旱：指某一时段内，由于蒸发量和降水量的收支不平衡，水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。本报告通过干旱指数（MCI）及干旱天数评估气象干旱灾害对城市的影响程度。 •干旱指数计算公式： 式中：𝑀𝐼30为近30天相对湿润度指数、𝑆𝑃𝐼90为近90天标准化降水指数、𝑆𝑃𝐼𝑊60为近60天标准化权重降水指数、𝑆𝑃𝐼150为近150天标准化降水指数、𝐾a为季节调节系数。𝑎、𝑏、𝑐为权重系数。 ➢空气质量：空气质量好坏反映了空气的污染程度，通过空气质量指数（AQI）来定量描述，其中优良级别表征空气质量适宜进行生活和生产活动，空气污染物对城市人居环境影响较小。本报告通过空气质量优良天数来评估城市长期的空气质量水平变化情况。 •空气质量优良天数指标：空气质量指数（AQI）小于等于100的天数。 1.3评估指标 ➢人体舒适度：反映城市的气候环境资源是否适宜生活，定量评估城市人居环境的气候舒适性和适宜性。基于对人体感受影响最大的气温、相对湿度和风速三个要素，建立人体舒适度指数，划分不同等级的舒适程度。 •人体舒适度指数计算公式： 式中：T为气温(℃)、RH为相对湿度(%)、V为风速(m/s)。 •较舒适天数指标：舒适度指数∈(50，75]的天数。 ➢避暑旅游气候适宜度：描述夏季旅游目的地的气象气候条件是否舒适、灾害天气对避暑旅游活动影响等的综合评价指数，同时考虑气候舒适度和高影响天气风险的综合评价指数。本报告通过避暑旅游气候适宜度来评估黄河流域主要城市避暑旅游适宜性。 •避暑旅游气候适宜度计算公式： 式中：B为避暑旅游气候舒适度、M为避暑旅游高影响天气影响度。 ➢活动积温：研究温度与生物有机体发育速度之间关系的一种指标，从强度和作用时间两个方面表示温度对生物有机体生长发育的影响。本报告通过活动积温评估黄河流域主要城市生物体对热量的要求，为地区间作物引种和新品种推广提供依据，分析地区热量资源。 •积温指标：大于等于10℃持续期内的日平均气温累加得到的气温总和。 1.4数据说明 本报告共选取高温、暴雨、气象干旱、人体舒适度、空气质量优良天数、避暑旅游气候适宜度、活动积温7大评估指标，基于国家气象站点采集的权威气象数据进行监测分析，具体分析的数据时间和要素如下表所示。 2.1高温 1）黄河流域年均高温天数呈上升趋势，近五年达到历史高位。 黄河流域年均高温天数由1978年的11日升至2022年的17日，整体呈上升趋势。1978-2022年间，2018年年均高温天数最多，达到19日。2013年以来的年均高温天数明显增多，基本高于平均值。 1983-1987年间年均高温天数达到最低值，年均高温天数为7日；2018-2022年间年均高温天数达到最高值，年均高温天数为15日，近五年高温天数平均值达到历史高位。 2.1高温 2）近5年黄河中下游高温天数增加显著，超历史平均水平近2倍。 上中下游年均高温天数分别为5日、14日、12日，中游高温天数整体更高。中下游涨幅明显，下游2019年年均高温天数近30日，远高于平均水平。 中下游均在6月高温天数最多，月均高温天数分别为6日和5日。上游7月高温天数最多，月均高温天数为4日。 2.1高温 3）黄河流域高温城市数量逐年增加，高温天数最多的前20%城市均来自中游。 45年年均高温天数由大至小排序，黄河流域56个主要城市中，前11位均位于中游，占比20%。运城市45年年均高温天数为26日，为最高值。西安市、洛阳市、焦作市、渭南市、临汾市次之，均超过20日。 年均高温天数超过10日的城市数量由中游向四周扩展。高温天数的持续增加，除了城镇化建设影响因素外，与西安、临汾以及运城等城市的盆地地貌也有密切关系。 2.2暴雨 1）黄河流域极端降雨集中在7-8月，近年暴雨天数剧增是历史平均水平的2倍。 黄河流域1978年以来年均暴雨天数平均值为1.8日，近五年年均暴雨天数平均值2.2日，高于其他时期的均值1.6日。2021年年均暴雨天数3.9日，是历史平均水平的2.2倍。 黄河流域45年月均暴雨强度平均值为70.8毫米/日。在7-8月较高，达到74.2毫米/日和72.4毫米/日。 2.2暴雨 2）黄河下游降