黄河流域主要城市人居环境气象评估报告

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。 领衔专家 课题负责 赵一新 田欣妹 助理工程师 中规院城市交通研究分院 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 付凌峰 教授级高级工程师中规院中部分院 康浩 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 王庆刚 工程师 中规院西部分院 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 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 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 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 研究团队 团队成员 凌伯天 中规院城市交通研究分院助理工程师 王芮 中规院城市交通研究分院工程师 蒋国翔 中规院中部分院高级工程师 曹雄赳 中规院城市交通研究分院高级工程师 王全蕊 北京玖天气象科技有限公司创新项目中心市场经理 张凌波 中规院城市交通研究分院助理工程师 阙粼婧 殷韫 中规院城市交通研究分院工程师 吴克寒 莫雨欣 中规院城市交通研究分院实习生 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。 2、暴雨和高温极端天气增多，应重点关注韧性城市建设 •黄河流域空气质量不断改善，但仍低于全国平均水平。 •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。 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 •黄河流域年均高温天数呈上升趋势，近五年达到历史高位。 •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。 5、流域积温持续增加，农作物种植需适应趋势变化 •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。 •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。 极端天气类别气象干旱暴雨 高温 图1978-2022年黄河流域主要城市极端天气归一化指标分布情况 避暑旅游气候适宜度 0 0-10 10-30 30-50 >50 图1978-2022年黄河流域主要城市平均避暑旅游气候适宜度分布情况 积温（摄氏度·日） <1000 1000-1600 1600-3400 3400-4500 >4500 图1978-2022年黄河流域主要城市平均活动积温分布情况 5 目录 1研究概况 研究背景8 城市选取9 评估指标10 数据说明12 2极端天气 高温14 暴雨18 气象干旱23 3宜居气候 人体舒适度28 空气质量优良天数34 4气象资源 避暑旅游气候适宜度39 活动积温41 1 研究概况 RESEARCHSTATUS 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。 1高温天数 2暴雨强度与暴雨天数 3干旱天数 宜 居 气 候 4 空气质量优良天数 5 人体舒适度与较舒适天数 气 象 资 源 6 避暑旅游气候适宜度 7 作物活动积温 极端天气 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。） 游段省份城市数量 表1-1黄河流域上中下游城市及数量 青海省果洛藏族自治州、海南藏族自治州、西宁市、黄南藏族自治州、玉树藏族自治州、海东市 6 四川省阿坝藏族羌族自治州1 甘肃省 9 上游临夏回族自治州、兰州市、白银市、甘南藏族自治州、天水市、 27庆阳市、平凉市、武威市、定西市 宁夏回族自治区中卫市、吴忠市、银川市、石嘴山市、固原市5 内蒙古自治区呼和浩特市、乌海市、巴彦淖尔市、包头市、 6 鄂尔多斯市、乌兰察布市 陕西省 8 榆林市、延安市、渭南市、西安市、宝鸡市、咸阳市、商洛市、铜川市 中游吕梁市、运城市、临汾市、忻州市、晋城市、太原市、 山西省 9 22晋中市、长治市、朔州市 河南省焦作市、郑州市、济源市、洛阳市、三门峡市5 河南省新乡市、濮阳市、安阳市3 下游 7 山东省泰安市、济南市、滨州市、东营市4 合计56 研究遵循以下原则确定城市研究单元及游段： （1）黄河流域所覆盖的主要城市，并且具备代表性气象站点； （2）根据流域上中下游面积占行政区面积的比例大小，上游流域面积占比大，则划分上游区域，以此类推。 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： 𝑀𝐶�=𝐾�×(�×𝑆𝑃𝐼𝑊60+�×𝑀𝐼30+�×𝑆𝑃𝐼90+�×𝑆𝑃𝐼150) 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。�、�、�为权重系数。 MCI类型干旱影响程度 表1-2干旱分级 地表湿润，作物水分供应充足； -0.5<MCI无旱 地表水资源充足，能满足人们生产、生活需要 -1.0<MCI≤-0.5轻旱 -1.5<MCI≤-1.0中旱 地表空气干燥，土壤出现水分轻度不足，作物轻微缺水，叶色不正；水资源出现短缺，但对生产、生活影响不大 土壤表面干燥，土壤出现水分不足，作物叶片出现萎蔫现象；水资源短缺，对生产、生活造成影响 MCI≤-2.0特旱 -2.0<MCI≤-1.5重旱 土壤水分持续严重不足，出现干土层（1-10cm）,作物出现哭死现象；河流出现断流，水资源严重不足，对生产、生活造成较严重影响。 土壤水分持续严重不足，出现较厚干土层（大于10cm），作物出现大面积枯死；多条河流出现断流，水资源严重不足，对生产、生活造成严重影响 •干旱天数指标：干旱指数MCI∈（-∞,-0.5]的天数。 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： 1.8�−261−𝑅𝐻Τ100 𝐶𝑜𝑚𝑓_�=1.8�−0.55 −3.2 +32， � 式中：T为气温(℃)、RH为相对湿度(%)、V为风速(m/s)。 表1-3人体舒适度分级 人体舒适度指数范围 级别 舒适程度 I>85 4级 炎热，人感觉极不适应 80<I≤85 3级 热，人感觉很不舒适 75<I≤80 2级 暖，人感觉不舒适 70<I≤75 1级 温暖，人感觉较舒适 60<I≤70 0级 最舒适 50<I≤60 -1级 凉爽，人感觉较舒适 40<I≤50 -2级 凉，人感觉不舒适 20<I≤40 -3级 冷，人感觉很不舒适 I<20 -4级 寒冷，人感觉极不适应 •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： B−� L=100× 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。 表1-4避暑旅游气候适宜度等级划分 级别 划分指标 级别名称 等级说明 1级 L≥20 很适宜 气候条件很适宜避暑旅游 2级 15≤L<20 适宜 气候条件适宜避暑旅游 3级 5≤L<15 较适宜 气候条件较适宜避暑旅游 4级 L<5 不适宜 气候条件不适宜避暑旅游 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