优先考虑印度城市的减热行动：气候变化情景下的成本效益分析（英）

授权公开披露 授权公开披露 政策研究工作文件10960 优先考虑印度城市的散热行动 气候变化情景下的成本效益分析 NicholasJonesAsmitaTiwariNatsukoKikutakeSachaTakacsNielsSouverijns 城市、灾害风险管理、复原力和土地全球实践2024年10月 政策研究工作文件10960 Abstract 尽管全球因极端高温导致的死亡和经济损失正在上升，但热浪仍被视为一种“隐秘的危害”，其影响由于测量和评估的挑战而被低估。印度的城市正在制定热浪行动计划，这些计划结合了物理降温措施（如城市绿化和反射性屋顶）与公共卫生措施（如热健康早期预警系统）。然而，在这些行动之间的相对有效性方面存在关键的知识空白。为了指导如何最有效地分配稀缺的公共资金以减少极端高温导致的死亡和生产力损失，本文开发了拉克纳乌、钦奈和苏拉特在不同气候情景下的空间显式热风险地图 ；模拟了无干预情景下未来可能出现的健康和经济损失；并估算了不同降温方案的成本和效益。 缓解措施。模型显示，到2050年，案例研究城市的热相关死亡人数可能增加三分之一，而劳动生产率损失可能影响其经济产出的2%至4%。在城市热行动计划中通常考虑的干预措施中，效益与成本比率为正但差异显著。基于减少热应力带来的健康和劳动生产率益处，城市绿化投资完全覆盖其成本（效益与成本比率为3:1）。然而，热健康早期预警系统每美元投资所能带来的最大伤害减少效果（效益与成本比率超过50:1）表明它们是“低垂的果实”，建议在印度及全球城市中更广泛地实施此类系统应被优先考虑。 这篇论文是由世界银行的城市、灾害风险管理、韧性和土地全球实践部门共同完成的。它是世界银行为提供研究成果的开放访问并为全球发展政策讨论做出贡献而开展的一项更大努力的一部分。政策研究工作论文也已在网页http://www.worldbank.org/prwp上发布。作者可以联系njones@worldbank.org。 该政策研究工作论文系列发布正在进展中的研究成果以促进关于发展问题的交流与讨论。该系列的一个目标是尽快发布这些发现，即使展示尚未完全完善。这些论文应标注作者姓名并据此引用。本文中表达的观点、解释和结论完全是作者的意见。它们不一定代表国际复兴开发银行/世界银行及其附属组织的观点，也不一定代表世界银行执行董事会成员或他们所代表的政府的观点。 由研究支持团队制作 优先考虑印度城市的散热行动：气候变化情景下的成本分析 尼古拉斯·琼斯1,AsmitaTiwari2，NatsukoKikutani2,SachaTakacs3,NielsSouverijns3 JEL代码：Q54，Q51，R58，I18，O18 关键词：Benefit成本分析，公共卫生，劳动生产率，气候变化 1全球减灾和复原基金，世界银行 2世界银行城市、复原力和灾害风险管理全球实践 3VlaamseInstellingvoorTechnologischOnderzoek(VITO) 1.Introduction 热浪日益成为印度及全球城市领导者的关注问题，这主要是由于热浪对城市生活的几乎所有方面都产生了不利影响，包括健康、经济和基础设施。极端高温期与增加的死亡率和疾病发病率相关（Gasparrini等，2017），对暴露于高温工作环境下的劳动力生产率造成负面影响（Kjellstrom，2016），提高自杀和事故率（Park，Pankratz，和Behrer，2021），增加能源和交通基础设施的运营成本并缩短其使用寿命（Chapman等，2013 ），以及降低学童的学习成果（Zivin等，2016）。根据全球排放趋势，全球平均气温可能在2100年前增加1.8°F至3.2°F（约1°C至1.8°C），但即使将全球变暖限制在1.5°C，热浪的频率、持续时间和强度预计仍会增加（Masson-Delmotte等，2021）。印度政府进行的一项关于气候变化的国家级评估预测，印度21世纪的气温将持续上升，包括极端热事件的增多（Krishnan等，2020）。由于有限的国内水资源、隔热建筑和空调的缺乏，印度面临着尤为严峻的挑战，这使得该国14亿人口中很大一部分在高热应力时期难以应对（Azhar，2019；世界银行，2022）。 自2000年初以来，洪水、地震风险和滑坡造成的损失的量化改善有助于加强全球灾害风险管理议程，并推动减少这些灾害所造成损失的投资增加。相比之下，热浪被描述为一种“隐藏的隐患”，其影响往往被低估（Roberts等，2023）。与风暴、洪水和地震摧毁房屋、工厂、道路和医院等有形资产且其更换成本可以迅速量化的情况不同，热浪对人类的危害主要通过其对人体健康的影响或工作场所生产力下降来体现。评估热危害及其健康和经济影响的方法已经建立，但其应用范围仍然主要限于研究领域，如大学的地理学和公共卫生部门，而不及洪水或地震风险评估（以财产为中心的风险，保险和房地产行业为此创造了巨大的风险评估服务市场）广泛。有关热浪导致的死亡率被严重低估，这在官方统计数据中表现得尤为明显（Azhar等，2014）。这一现象导致了科学界、政策制定者和公众对热风险的关注相对较低。 随着研究指出印度次大陆的部分地区到本世纪末将越来越频繁地经历接近人类生存极限的高温和高湿度条件。st百年（伊姆等，2017年），热浪准备和缓解行动已成为日益紧迫的考虑因素。幸运的是，鉴于可在城市层面实施的政策措施，南亚城市可以果断且有效地应对热浪的韧性挑战。实际上，将这些城市作为重点是战略性的，因为城市地区比农村地区更具可访问性、更容易管理且在实施干预措施方面更高效。印度首个市级热浪行动计划是在古吉拉特邦西部的阿赫梅达巴德市制定的，在这座城市中，研究人员记录了每日全因死亡率在热浪期间翻了三倍。 2010年5月的热浪（Azhar等，2014）。该行动计划结合了短期行动以防止热浪活跃期间的死亡，并通过植被和建筑设计长期投资于冷却城市空间，据称在该计划引入后的几年里，每年为城市避免了约1200人死亡（Hess等，2018）。其基于“阈值”的热浪行动计划模型，利用所有原因死亡率数据确定局部温度阈值，并触发卫生系统、劳动实践和公共沟通等领域内的特定部门行动（以及其他领域），被国家灾难管理机构（NDMA）认可为全国范围内制定城市级热浪行动计划的典范。 城市热行动计划的关键特征是在印度和国际上实施时涉及大量利益相关者，这对于其成功实施至关重要。由于热应力对人类的影响涵盖了不同的物理和社会环境，包括家庭、工作场所、街道景观、交通设置以及医院和学校等公共设施，负责城市规划、交通管理和建筑管理的机构可能在其影响力范围内具备减少热应力的能力。在热紧急情况下，与脆弱群体有联系的利益相关者包括城市卫生部门、医疗服务提供者、雇主、劳工工会、社区组织、非政府组织（NGOs）和媒体（Knowlton等，2014）。热行动计划的发展复杂性还体现在政策工具的多样性上，这些工具从直接的政府干预（如公资金支持的热浪警报系统、紧急医疗服务、绿地等）到强制性法规（如建筑规范修改），再到基于激励和信息的干预措施（如凉屋顶补贴和极端高温下保持健康的信息宣传活动）。 研究表明，（i）“地点导向型”干预措施如城市绿化和凉爽建筑材料、（ii）“人群导向型”干预措施如热健康早期预警系统以及（iii）“资源导向型”干预措施如极端热浪期间额外的水资源和电力，均能带来降温效益（Roberts等，同上）。一项对220项关于植被、水或凉爽建筑材料干预措施的研究回顾发现，在大约三分之二的情况下，项目现场的温度下降了2°C左右，而在其余情况下，温度下降超过了2°C（Santamouris等，2017）。在亚洲、北美和欧洲地区引入热健康预警系统的研究显示，与预期水平相比，超额死亡率减少了30%以上（分别参见香港特别行政区、印度艾哈迈达巴德、意大利佛罗伦萨和美国密尔沃基的研究：Chau,ChanandWoo,2009；Hess等，2018；Morabito等，2012；Weisskopf等，2002）。然而，尽管现有研究为单一热缓解行动的有效性提供了丰富的证据基础，但对于这些行动的相对成本和效益的研究却较少。这对于城市领导者来说是一个重要的差距，因为他们在资源有限的情况下需要优先考虑热缓解选项。 本文在两个方面为文献做出了贡献。首先，我们在无干预的情景下估计了极端高温对印度城市的影響。其次，我们识别出了可行的减温措施组合，这些措施可以被印度城市实际采纳。我们提出了两种干预方案，分别是“中等雄心”和“高雄心”方案，这两种方案在资源需求方面有所不同（见表1）。随后，我们评估了这些方案潜在的成本和收益。 干预措施通过两个影响渠道进行：健康和劳动生产率。分析通过一个城市气候模型完成 ，该模型模拟了有干预措施和无干预措施情况下预期的未来热应力条件，并结合公共卫生和劳动生产率影响文献中使用的定量方法。我们在三个“深入研究”城市进行了模拟：Surat、Chennai和Lucknow。这些城市被选为干预区域，因为它们拥有多样化的气候区域和地区重要性。研究结果进一步推广到印度大城市的更大范围。这项工作旨在提供对热应力影响和适应融资需求的大致理解，并支持《高温应对计划》中措施的优先级设定 。 表1：城市热作用：干预包 干预的类别 “中等野心”包 “高野心”一揽子计划 量化影响 城市绿化 增加10%的树木覆盖率从2050年 增加树木覆盖率30%by2050 避免死亡率避免的劳动生产率损失 热波预警 早期引入热浪减少热量的警告相关的超额死亡率 20% 引入热浪减少早期预警与热相关的过量 40%死亡率 避免死亡率 工作时间轮班 将工作时间改为清晨和迟到下午25%的户外工作者 轮班工作时间朝向清晨和下午晚些时候rfo50%的户外工作者 避免的劳动生产率损失 凉爽的屋顶计划(家庭/工作场所/公共建筑物) 介绍凉爽的屋顶占12.5%的城市总屋顶面积 介绍凉爽的屋顶代表25%的城市总屋顶面积 避免冷却成本 2.方法 2.1到2050年的气候情景下三个印度城市的热危害 你：热危害通过基于UrbClim的计算机模型在钦奈、苏拉特和卢克诺伊进行了建模，UrbClim是一个用于模拟气候变量和高空间分辨率数据的框架（DeRidder等人，2015年 ）。每个城市的详细地表包括土地覆盖、建成区和植被面积、地形以及人类产生的热量均通过遥感数据集构建（参见补充材料-表1）；这些信息与来自ERA-5和CMIP-6数据集的历史和未来气候数据相结合。对于未来时期，通过使用与未来共享社会经济路径 （SSP）情景相关的预计人口扩展数据，在单独研究中计算得出，将城市增长纳入了模 型中（Wang等人，2022年）。模型运行涵盖了现代表准期以及两个 未来时间段。在未来时间段内，分别在低排放情景（SSP1-1.7）和高排放情景（SSP3-3.7）下进行了不同的模型运行。随后使用Urbclim温度输出来计算湿球globe温度（WBGT），这是一个考虑温度、湿度以及太阳辐射和附近表面辐射的热应力指数。模型输出包括以30米水平分辨率的一系列气候变量，包括预期的日最低、平均和最高气温值；每年超过温度阈值的日子数；以及WBGT热应力值。 模拟结果显示，这三个城市均存在显著的城市热岛（UHI）效应，未来热暴露预计会有显著增加。Lucknow由于其内陆位置，其城市热岛效应比沿海城市的Chennai和Surat更为显著（如图1所示）。Lucknow的夜间城市热岛效应最高可达5°C。城市热岛强度随靠近密集城市中心的距离增加而增加；卫星城市Barabanki因建筑物和硬化表面密度较低，其城市热岛强度比Lucknow中心地区低约2°C。未来热应力变量的空间显式估计值是本文中进行建模的关键输入，而热暴露显著增加（具体程度取决于全球排放情景）本身也是适应规划的重要结果（详见第3节）。 图1：钦奈、勒克瑙和苏拉特的现今城市热岛等(摄氏度)。 注意：该图表展示了孟买、诺伊达和苏