导读

2021年世界各地发生了众多暴雨、洪水、高温、热浪等极端天气事件，对人口集聚的城市的可持续发展带来诸多挑战。短评以2021年7月20日发生在中国郑州的罕见暴雨为例，分析阐明了应对气候变化和自然灾害风险可采取一系列增强城市韧性和降低极端灾害风险的措施。文章认为由人类活动引发的气候变化导致极端天气事件的频率和强度不断增加，一方面给城市可持续发展带来挑战，同时也促使韧性城市建设以加快城市可持续发展进程。该文对推动大城市实现可持续城市发展目标(SDG 11)，尤其是使更多城市减缓和适应气候变化并提高抗灾能力(SDG 11.B)具有重要意义。

图1：应对极端天气条件的城市风险管理策略

文章亮点

1.  阐明了综合应用应对持续气候变化的风险管理和适应战略的重要性。

 2.  应加强采用全流域基于自然的系统解决方案以提高城市韧性，降低极端天气事件的风险。

 3.  重视大数据、机器学习、人工神经网络和高性能计算等技术的结合，建立实时预测系统，提高对极端降水洪水风险的预测精度。

核心内容

2021年7月中下旬位于黄河沿岸的河南郑州、新乡等地发生了罕见的暴雨。7月20日16时至17时，位于郑州的国家气象观测站（北纬34°43’，东经113°39’，海拔110.4米）最大小时降雨量达到201.9毫米，创造了中国2418个国家气象站的小时降雨量新纪录，也是世界气象组织整理的最大单小时降雨量之一。郑州同一国家气象观测站7月20日2时至21日2时的24小时降雨量为622.7毫米，近乎与1990-2019年全市多年平均降水量（634.4毫米）相当。造成这次极端降雨的主要原因与台风水汽输送、地形等综合因素有关。由极端暴雨引起的洪水对拥有1200万居民的郑州及周边地区城市基础设施（交通、水电供应等）和居民人身、财产和生计（住房、就业、教育等）造成严重影响。

图2：2021.7.20河南暴雨、洪水城市的空间分布和洪水范围

文章以郑州极端降雨和洪水为切入，分析了应对气候变化和自然灾害风险的管理方法和适应策略，主要包括增强韧性和降低风险两方面措施。从长远来看，应提高城市韧性以应对气候变化的风险，主要措施包括加强海绵城市建设，降低极端降水造成的城市内涝风险；综合研究流域上、中、下游水沙关系及其调控机制，在全流域实施基于自然的解决方案，例如在上、中、下游综合应用生态保护与恢复措施以增强生态系统调蓄功能、减少水土流失，以提高全流域对极端天气事件的韧性。

在推动城市实现可持续城市发展目标（SDG 11）过程中，应采取“分类-统筹-协作”的系统方案以适应气候变化和提高抗灾能力。需考虑极端天气的影响，改进实时天气和城市洪水预测模型，将实时数据源与脆弱性、风险评估结合，以支持实时响应和决策。大数据、人工智能和高性能计算的快速发展在实时洪水灾害预测、响应和灾后重建中发挥着越来越重要的作用。

研究展望

持续的全球变暖和更频繁的极端天气事件，以及快速的城市化，给人口众多的城市的防洪、公共交通和生活环境带来了巨大压力。极端降水事件引发的洪水已成为制约城市经济和社会发展的重要因素，对个人、组织和各级决策者是一个巨大的挑战；但同时可能会通过鼓励采用更可持续的设计进行重建，和提高公众认知以增强城市对极端天气事件的韧性，从而加速可持续城市发展目标的实现。应重视大数据、机器学习模型、人工神经网络方法、高性能计算机处理技术的结合，建立实时预测系统，提高对影响显著但发生概率低的极端降雨洪水的风险预测的精度。

作者简介

第一作者：李长嘉，博士，北京师范大学地理科学学部讲师，主要从事生态水文过程、土地退化等方向研究。个人主页： https://geot.bnu.edu.cn/Public/htm/news/5/445.html

通讯作者：傅伯杰，中国科学院院士、美国人文与科学院外籍院士、第三世界科学院院士、英国爱丁堡皇家学会外籍院士、英国皇家地理学会荣誉会士。中国科学院生态环境研究中心研究员，北京师范大学地理科学学部名誉部长。主要从事综合自然地理学和景观生态学研究。个人主页：https://geot.bnu.edu.cn/Public/htm/news/5/133.html

引用格式：Li, C., Lu, T., Fu, B., Wang, S. and Holden, J., 2022. Sustainable city development challenged by extreme weather in a warming world. Geography and Sustainability.

原文链接： https://doi.org/10.1016/j.geosus.2022.04.001