辛集市气象监测与城市发展相协调的思考

王 欢，孙景瑜，董泽亮，韩翔洋

（1.辛集市气象局，河北 辛集 052360；2.藁城区气象局，河北 藁城 052160）

辛集市位于冀中平原南部，总面积950.4 km2，户籍人口63.5万，常住人口82万。城市建设面积32 km2，常住人口31万。按照“十纵十横”的中等城市道路框架规划进行内畅外联，市内东西方向为街，南北方向为路，城区内街道纵横，主次干道38条，总长164.78 km；市区内大型居民小区77座；有公路、铁路立交桥8座；公交枢纽2座，铁路枢纽2座，高铁车站1座；市内公园14个，大型活动广场6个；城市绿化率32.5%；市区内有各类医院20座，学校36座。

1.城市气象灾害及气象监测现状

辛集市城区主要气象灾害有高温、暴雨、大风、冰雹、雷击和道路结冰等。在高温方面：辛集市近5年来出现日最高气温≥35℃的高温天气109次，其中2014年出现21次，2015年出现8次，2016年出现16次，2017年出现31次，2018年出现33次（图1）。在降雨方面，以单位小时降雨量≥16 mm为统计次数[1]，辛集市近5年来出现13次，其中2014年出现1次，2015年出现2次，2016年出现5次，2017年出现2次，2018年出现3次（图2）。以12小时降雨量≥30 mm为统计次数，辛集市近5年来出现14次，其中2014年出现1次，2015年出现1次，2016年出现5次，2017年出现4次，2018年出现3次（图略）。

在气象灾害监测与发布方面，随着政府行为和居民商业行为的开展，辛集市在市区内的主要路口、商业中心、休闲广场等地建设成了LED综合显示屏，用以显示和宣传政策、广告等各类信息的同时显示一些气象信息。近年在道桥等低洼易积水处附近陆续建设了雨量观测站8座，用以实时监测道桥附近的降水信息，掌握积水点降雨量动态。此外，气象部门通过短信预警平台、电台、电视台等多种手段向市民实时发布各类气象监测及预警信息，提醒广大市民做好预防各类气象灾害的准备。

图1 辛集市高温日数及温度值柱状图（2014-2018年）

图2 辛集市暴雨雨时日数及雨量值柱状图（2014-2018年）

2.居民的气象服务需求

通过3.23世界气象日，5.12防灾减灾日以及6月安全生产主题志愿服务活动等向广大市民进行了多次气象服务需求的随机调查，居民普遍对市区局地高温以及道路积水实时信息的获取关注度最高。

3.气象监测与城市发展相协调的思考

辛集市城市气象灾害主要有高温、暴雨、大风、冰雹、雷击、低能见度和道路结冰，这些气象灾害已经通过预报预警的方式以电视电台播报、短信、微信、融媒体等方式向域内民众进行了预警播报。但随着辛集市城市建设的发展、使得局地小气候凸显。同时，下垫面的硬化使得雨季地表径流增大，下渗减弱，雨水向低洼易涝处聚集增多明显。根据以上问题，本着“观测即服务”的理念，思考如下：

3.1 增加城市小气候温湿传感器及显示

城市下垫面性质的变化，改变了辐射面的性质，水泥建筑的成倍增加使局地小气候温度上升[2-3]，尤其是夏季，局部路段温度异常偏高，因此，在道路主要交通路口的红绿灯附近、休闲广场、医院、学校增设温湿度传感器，将气象要素电子显示屏建设于显要位置，使广大市民及时定量的感知所处环境的气象信息，及时调整自己的活动，确保健康。实时采集的数据可以考虑通过无线传输至服务器进行基于GIS系统的集中显示。

3.2 增加舒适度指数的计算显示

人体对环境的感知，是由多种气象要素决定的，因此在显示屏显示气象要素的同时，引入人体舒适度的计算[4-9]，利用监测到当前地段的气温和相对湿度数据，通过编程计算完成以温湿指数为环境舒适度指数的环境变化数据，为市民的活动提供综合气象数据的指导。温湿指数的计算公式如下：

其中，THI为温湿指数，T为气温，RH为相对湿度。

以微信公众号“中国气象爱好者”为例，每次输入“辛集实况”可以显示辛集自动站当时的温度、湿度和风速的小时数据，可以与厂家进行探讨是否可以将提取公众号数据集成在单片机中，以此来提取辛集自动站的风速要素，该方法如能实现可以使用孙广禄老师在研究京津冀地区的人体舒适度时空特征时采用的公式[10]，公式如下：

DI为人体舒适度指数，T为平均气温，RH为相对湿度，V为平均风速。

3.3 增加低洼易涝处以及道桥积水监测

据统计，辛集市仅客货运力车辆就多达6727辆，各类道桥是许多车辆来往的必经之地，每年雨季时节，都会有因暴雨积水造成的机动车辆损失，因此道桥积水的监测就显得尤为重要。2014-2015年间，辛集市气象局完成对市区易积水的8处雨量监测站的建设，但是目前的工作只是完成了对降雨量的监测，并不能直观地反馈道桥积水信息。在积水区的监测中，考虑使用人脸识别技术运用到暴雨积水监测，以道桥积水为例，思路如下：在道桥的顶端安装摄像头，在摄像头对面的道桥底端安装反光刻度线，影像数据流在降雨发生时启动，通过GPRS无线传输至服务器，在服务器的终端安装智能识别算法，识别积水淹没的最小刻度，并将数值提取出显示在积水周边的电子显示屏上，提醒行人注意道路积水信息。

4.结语

气象环境监测是智慧城市的一部分，更是智慧气象之于城市的环境感知，它能代表一个行政区域的现代化发展程度，但要实现文中所论述的目标就需要部门间联合，取得政府以及相关部门政策与预算资金的支持，同时与设备厂家探讨更优化的监测解决方案。我们相信，随着经济社会的发展，智慧城市将会得到进一步的发展，智慧气象也将不仅仅局限于监测与报警，必定会在未来城市的数字大脑中发挥着如路灯控制、供暖控制等更为广阔的指令枪的作用。