大多数全球高温评估依赖仅关注暴露的指标,然而城市高温风险不仅由气候极端事件决定,还受到社会脆弱性和基础设施能力的调节,这些因素共同决定了人群感知与应对高温的方式。研究人员针对全球人口超过100万的城市,采用统一的复合指数开展高温风险制图,该指数细分为危险暴露(hazard exposure)、脆弱性(vulnerability)和应对能力(coping capacity)。危险暴露采用基于人口加权的通用热气候指数(Universal Thermal Climate Index, UTCI)制冷度日数(Cooling Degree Days, CDDUTCI)表征,以反映累积热胁迫。脆弱性与应对能力则由经济水平、人口结构和基础设施因素刻画。研究结果显示,超过95%的最高风险城市集中在南亚、东南亚及撒哈拉以南非洲地区。分析表明,仅凭暴露水平不足以预测风险:部分高暴露城市(如曼谷、吉达)因较强的应对能力而风险排名较低,而另一些城市(如卡拉奇、费萨拉巴德、卡杜纳)在中等暴露水平下仍面临严重风险。基于组分解析的风险分析进一步揭示了区域内部的异质性,凸显了空间精细化与社会经济背景化的高温适应策略的重要性,即通过降低暴露、缓解社会经济脆弱性及投资基础设施,提升快速变暖背景下的城市高温韧性。
研究背景与意义
当前,极端高温已成为气候变化中最具不平等性和破坏性的后果之一。随着全球城市化进程加快,城市成为高温影响的核心热点,叠加人为增暖、下垫面改变、人口密度与社会经济差异等因素,导致复合型风险不断上升。然而,现有全球尺度城市高温风险评估多采用单一暴露指标,如地表温度或热岛强度,未能充分纳入社会与基础设施维度的调节作用,这与政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)强调的危险—脆弱性—应对能力综合风险框架不符。尽管已有大量基于城市的复合高温脆弱性指数(Heat Vulnerability Index, HVI)和社会脆弱性指数(Social Vulnerability Index, SoVI)研究,但多数局限于单个城市或区域,缺乏跨区域的全球可比性。因此,亟需构建统一的全球城市高温风险评价体系,以支撑差异化的适应政策。
为此,研究人员基于欧洲委员会开发的INFORM风险框架,构建了适用于全球大城市的高温风险综合评估体系,并在《Sustainable Cities and Society》发表成果。该研究覆盖全球205个人口超过100万的城市,将高温风险解构为危险暴露、社会脆弱性及应对能力不足三个维度,实现了跨城市的系统性比较,并揭示了不同城市的风险驱动机制。
关键技术方法
研究采用多源公开全球数据集,包括基于UTCI的人口加权制冷度日数(CDDUTCI )、地表温度(Land Surface Temperature, LST)、人均GDP、空调普及率、年龄结构、植被覆盖度(归一化植被指数NDVI与树冠覆盖率FTC)、电价等。城市边界基于LandScan人口加权城市范围界定,确保统计单元一致。各指标首先归一化至0–1区间,随后在三个维度内算术平均,最终以几何平均方式聚合得到综合风险评分,公式为:Risk = H1/3 × V1/3 × C1/3 ,其中H为危险暴露得分,V为脆弱性得分,C为应对能力不足得分。敏感性分析验证了权重、阈值变化不影响主要结论。
研究结果
3.1 最高高温风险集中在南亚与撒哈拉以南非洲
全球评估显示,超过95%的综合风险前10%城市位于南亚、东南亚和撒哈拉以南非洲,尤其是印度、巴基斯坦、尼日利亚和加纳。这些城市同时承受高暴露、高脆弱性与低应对能力的多重压力,体现了区域层面的风险集聚特征。
3.2 高暴露并不必然导致高风险
部分高热暴露城市(如吉隆坡、曼谷、沙没巴干、吉达)虽处于暴露前10%,但因较高的植被覆盖和较低的能源成本提升了应对能力,综合风险并未进入前10%。这表明基础设施与资源条件可显著缓冲热胁迫。
3.3 脆弱性与应对能力不足是风险放大器
前10高风险城市的雷达分析显示,风险驱动模式多样:巴士拉(伊拉克)呈三重叠加型,巴马科(马里)与卡诺(尼日利亚)以人口脆弱性为主,费萨拉巴德与海得拉巴(巴基斯坦)则以基础设施短板为核心。卡拉奇、费萨拉巴德、卡杜纳等城市在中等暴露下仍属极高风险,原因是低经济水平、高抚养比、稀疏绿地及有限降温设施共同作用。
3.4 结果对方法学假设的稳健性
替代权重方案与不同CDD阈值(18°C、20°C、22°C)均未显著改变城市排序与空间格局,证明框架稳定可靠。
讨论与结论
讨论部分指出,单纯依赖暴露指标会低估真实风险,必须结合社会与基础设施因素。研究强调,在高温风险高的全球南方地区,应优先发展被动降温与自然基解决方案,而非单一依赖高能耗空调,以避免长期加剧城市变暖。针对不同风险主导类型,建议暴露型城市优化城市形态与遮阳通风设计,脆弱型城市完善公共卫生与预警系统,应对能力不足型城市加强绿色基础设施与能源可及性。此外,已有部分高风险城市制定了行动计划(如艾哈迈达巴德、卡拉奇),但仍有很多高风险城市缺乏系统应对措施。
结论部分表明:第一,极高风险城市高度集中在南亚、东南亚及撒哈拉以南非洲;第二,高暴露不等于高风险,强应对能力可显著降低综合风险;第三,社会脆弱性与基础设施短板可使中等暴露城市跃升为高风险;第四,组分解析框架能识别差异化风险路径,为因地制宜的适应策略提供依据。该框架为全球城市高温风险比较提供了可扩展基础,未来应结合更高分辨率数据与热相关健康、经济影响指标,进一步提升评估精度。
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