[科普中國(guó)]-氣象與城市交通

氣象與城市交通

交通是城市系統(tǒng)與外界進(jìn)行人員與物質(zhì)交換的主要手段，也是廣義城市生命線(xiàn)系統(tǒng)的主要組成部分。交通的中斷將導(dǎo)致整個(gè)城市系統(tǒng)的癱瘓和功能的喪失。

作為城市系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng)，城市交通系統(tǒng)由交通工具、交通基礎(chǔ)設(shè)施、交通管理機(jī)構(gòu)和交通企事業(yè)單位及從業(yè)人員等幾部分組成。按照交通方式的不同，又可分為城市道路交通、城市軌道交通、城市水運(yùn)交通、城市航空交通等。按照運(yùn)輸對(duì)象的不同，分為客運(yùn)和貨運(yùn)兩大類(lèi)。進(jìn)一步劃分，城市道路又有高速公路、主干道、一般道路和街巷之分，水運(yùn)又有海運(yùn)與河運(yùn)之分。

在城市交通系統(tǒng)的各種環(huán)境因素中，氣象因素是影響最大和最經(jīng)常的。這些影響包括對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和施工的影響，對(duì)交通工具運(yùn)行狀態(tài)的影響，對(duì)交通從業(yè)人員工作效率的影響等。這些影響有有利的方面，即有利于施工和交通運(yùn)行的天氣和氣候條件，也有不利的方面，即影響施工和交通運(yùn)行。氣象條件對(duì)城市交通的不利影響集中體現(xiàn)在由氣象因素直接或間接引發(fā)的交通事故上。

由于下墊面性質(zhì)的改變和大量高強(qiáng)度的人類(lèi)活動(dòng)，使城市氣候具有與鄉(xiāng)村不同的特點(diǎn)。城市交通系統(tǒng)也遠(yuǎn)比鄉(xiāng)村發(fā)達(dá)和密集，由此造成氣象條件對(duì)城市交通的影響要比對(duì)鄉(xiāng)村交通的影響大得多，且具有很不相同的特點(diǎn)。例如城市里的軌道交通、立交橋與隧洞都是鄉(xiāng)村所沒(méi)有的，而鄉(xiāng)村的馬車(chē)、拖拉機(jī)運(yùn)輸在城市里也沒(méi)有。熱島效應(yīng)和霧、霾對(duì)交通的影響，城市明顯大于鄉(xiāng)村但洪水、冰雪和凍融對(duì)交通的影響，鄉(xiāng)村通常要大于城市。1

城市交通事故的內(nèi)涵城市交通事故指由于人為或自然的原因，使城市的交通設(shè)施或交通工具受到一定損壞，從而造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，或由于出現(xiàn)某種障礙致使城市部分地區(qū)的交通堵塞至癱瘓，從而造成重大經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響的事件。

城市交通事故的發(fā)生，既有人為因素，也有自然因素，有時(shí)是二者共同作用。在人為因素中，既有責(zé)任性因素，也有技術(shù)性因素。自然因素有氣象、水文、海洋、地質(zhì)、生物、天文等多個(gè)方面。本書(shū)將重點(diǎn)討論氣象因素誘發(fā)或?qū)е碌慕煌ㄊ鹿?。廣義的交通事故還包括由交通事故引發(fā)的次生災(zāi)害，如撞車(chē)或翻車(chē)導(dǎo)致車(chē)載有毒有害物質(zhì)泄漏，海上油輪失事造成海面被泄漏的原油污染等，也包括各類(lèi)自然災(zāi)害對(duì)交通設(shè)施的破壞。

近年來(lái)，我國(guó)平均每年發(fā)生交通事故六七十萬(wàn)起，死亡10萬(wàn)多人，受傷50多萬(wàn)人，直接經(jīng)濟(jì)損失30億元以上，其中機(jī)動(dòng)車(chē)交通事故占到90%以上。交通事故總數(shù)和經(jīng)濟(jì)損失雖然略有下降，但死亡人數(shù)仍居高不下，蕓至還略有上升，2006年道路交通事故死亡人數(shù)又比上年下降9.4%。1

氣象與公路交通事故的關(guān)系交通事故雖然總體上被列為人為災(zāi)害，人為原因在大多數(shù)交通事故中起到主導(dǎo)作用，但是環(huán)境條件的影響也是很大的，特別是在不利的氣象條件下,責(zé)任心不強(qiáng)或操作失誤往往會(huì)釀成大禍。

氣象對(duì)公路設(shè)施的影響我國(guó)的季風(fēng)氣候有降雨集中的特點(diǎn)，毎年夏秋都有局地暴雨發(fā)生，特別是臺(tái)風(fēng)登陸的時(shí)候，暴雨經(jīng)常引發(fā)山洪和泥石流，沖毀路基和橋梁、涵洞。2007年7月17日和18日，重慶和濟(jì)南先后降特大暴雨，多處公路被沖斷，濟(jì)南市中心區(qū)道路中央安全島數(shù)百千克重的邊沿石郴被沖走。1994年7月底受第3號(hào)臺(tái)風(fēng)影響，華北北部和遼寧西部發(fā)生特大暴雨引發(fā)山洪，沖垮北京東郊主干公路上多座涵洞和橋梁。遼寧錦州市委書(shū)記在去現(xiàn)場(chǎng)指揮搶險(xiǎn)的公路上被洪水沖走殉難。

高寒地區(qū)的公路，冬季因嚴(yán)寒使路基凍脹，早春化凍時(shí)翻裝強(qiáng)烈使路基變軟路面損壞，一經(jīng)碾壓更會(huì)變得凹凸不平，基至無(wú)法通行。

氣象對(duì)公路建設(shè)的影響公路建設(shè)在選線(xiàn)時(shí)應(yīng)避開(kāi)山洪與滑坡、泥石流高發(fā)區(qū)，路基高度設(shè)計(jì)要考慮地形與城市發(fā)生暴雨時(shí)的積水深度。高寒地區(qū)的城市，應(yīng)將路基深設(shè)計(jì)為季節(jié)性?xún)鐾磷畲笊疃纫韵?.25 m，否則容易在早春解凍時(shí)發(fā)生路面翻漿。公路施工時(shí)，混凝土路面要求氣溫不低于4℃，瀝青路面則要求不低于15'C。寒冷地區(qū)的城市路面，可使用熔點(diǎn)較低的瀝青但在炎熱地區(qū)，必須使用熔點(diǎn)較高的瀝青。1

氣象與城市軌道交通事故的關(guān)系城市軌道交通主要包括城市鐵路和地下鐵道，山區(qū)城市還有纜車(chē)，有些城市還有有軌電車(chē)。城市軌道交通除有軌電車(chē)外，都是封閉運(yùn)行，一般不會(huì)發(fā)生沖撞行人的交通事故。但是軌道交通運(yùn)行速度很快，體積和重量大于汽車(chē)，慣性很大，一旦發(fā)生交通事故，撞擊力很大，破壞性很強(qiáng)。纜車(chē)雖然運(yùn)行速度不快，但一旦失事墜落，破壞力也是很大的。

影響鐵路交通的氣象條件與公路相似。我國(guó)每年發(fā)生鐵路交通事故一萬(wàn)多起，死亡八千多人。其中主要鐵路干線(xiàn)平均每年因洪水沖斷橋梁、涵洞或路基而中斷交通在100次以上，像1963年海河流域洪水、19?5年河南中部大水、1991年江淮洪澇、1998年長(zhǎng)江洪澇都曾造成京廣鐵路和京滬鐵路許多天不能通行。

鐵軌積雪，車(chē)輪易打滑空轉(zhuǎn)，有時(shí)還會(huì)出軌。積雪厚達(dá)40 cm時(shí)，行車(chē)速度降低；達(dá)70cm時(shí)需要清除積雪才能通行。1992年11月18日到20日東北中南部特大暴雪，沈陽(yáng)鐵路局有9000多千米鐵路無(wú)法正常運(yùn)行，停運(yùn)或折返客車(chē)230多列、貨車(chē)近千列，鐵路部門(mén)組織了?萬(wàn)多人突擊掃雪排障。鐵路鋼軌留有軌縫是為了防止熱脹冷縮導(dǎo)致變形。1980年2月19日日本中部大雪使40次列車(chē)被取消，120次列車(chē)晚點(diǎn)，3萬(wàn)多人的上班被耽誤。低溫下火車(chē)的機(jī)用柴油可能凍結(jié)而使機(jī)車(chē)的牽引力明顯下降。溫度很低時(shí)鐵軌可收縮變形，如加上冰雪阻隔，有時(shí)可造成道岔不能正常合攏，信號(hào)燈不亮，易釀成事故。

凍雨倒塔造成的停電可迫使電力牽引機(jī)車(chē)停止運(yùn)行，2008年1月25日下午湖南省郴州市白石渡的10萬(wàn)伏高壓線(xiàn)塔因凍雨倒下，搭在2.5萬(wàn)伏的鐵路接觸網(wǎng)上。4小時(shí)后N582次列車(chē)被迫剎車(chē)。京廣線(xiàn)郴州至衡陽(yáng)段至少發(fā)生3處險(xiǎn)情，造成7000多次電力中斷，未燒毀的接觸網(wǎng)也被冰雪包裹險(xiǎn)象環(huán)生。截止到1月25日晚已有數(shù)十輛列車(chē)被迫停在沿線(xiàn)。

大風(fēng)對(duì)鐵路設(shè)施可造成損害，并使火車(chē)運(yùn)行速度降低，側(cè)面強(qiáng)風(fēng)甚至可以使列車(chē)傾覆。我國(guó)內(nèi)地各大城市規(guī)定的安全臨界風(fēng)速一般為22 m/s,超過(guò)這一風(fēng)速，列車(chē)應(yīng)停駛待命。新疆風(fēng)口地區(qū)的規(guī)定是32 m/s.2003年4月從吐魯番到烏魯木齊途中的三十里風(fēng)區(qū)連續(xù)刮12級(jí)大風(fēng)并伴隨強(qiáng)沙塵暴，有一列火車(chē)被顛覆，列車(chē)運(yùn)行停止了4天。

濃霧對(duì)列車(chē)運(yùn)行也十分不利，司機(jī)往往不容易看清前方的信號(hào)燈，稍有不慎就可能發(fā)生撞車(chē)或出軌事故。

城市的地下鐵道受外界環(huán)境的影響相對(duì)小些，但北京也發(fā)生過(guò)暴雨后雨水灌進(jìn)地下車(chē)站和隧道的事故。地下鐵道全靠通風(fēng)系統(tǒng)保持空氣的新鮮，要注意沙塵天氣對(duì)通風(fēng)換氣質(zhì)量的影響。臺(tái)北市地鐵在一次臺(tái)風(fēng)暴雨襲擊中曾有13個(gè)車(chē)站被灌進(jìn)水。1

氣象與航空交通事故的關(guān)系航空是受氣象條件影響最大的交通方式，幾乎所有氣象要素都與航行安全有關(guān)?？针y事故大多數(shù)發(fā)生在起飛和降落兩個(gè)階段，空中飛行時(shí)發(fā)生事故相對(duì)較少。盡管空難事故發(fā)生次數(shù)和單位運(yùn)距的事故傷亡及財(cái)產(chǎn)損失均遠(yuǎn)少于道路交通，但由于一架飛機(jī)的載客人數(shù)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值均明顯多于一般車(chē)輛，每次空難事故都會(huì)引起國(guó)內(nèi)外媒體與公眾的高度關(guān)注。

氣象條件對(duì)航空的影響包括對(duì)機(jī)場(chǎng)設(shè)施及跑道、飛機(jī)起降和空中飛行三個(gè)方面。影響跑道摩擦力的因素有降水、積雪、結(jié)冰、凍雨、積水等，影響飛機(jī)起降的因素有低云、能見(jiàn)度、風(fēng)向、側(cè)風(fēng)、湍流、陣風(fēng)、風(fēng)的垂直切變等，影響空中飛行的因素有高空風(fēng)、對(duì)流、湍流、颮線(xiàn)、急流、雷電、陣雨、凍雨、云霧、霾、沙塵暴等。1

氣象與水運(yùn)交通事故的關(guān)系水運(yùn)交通包括河道航運(yùn)、近海航運(yùn)和遠(yuǎn)洋航運(yùn)。水運(yùn)雖然速度較慢，但運(yùn)量大，成本低，在沿江、沿海城市交通中占有重要地位。影響河道航運(yùn)的氣象因素包括洪澇、干早、大風(fēng)、雰、霾、冰凍等。

2001-2003年期間我國(guó)平均每年發(fā)生水上交通事故671起，死亡和失蹤484人。干旱使河流水位下降到枯水位以下時(shí)將嚴(yán)重影響航運(yùn)，2006年夏秋到2007年春季重慶市的持續(xù)干早，曾使嘉陵江一度斷航，有些船舶被迫擱淺。海河流域過(guò)去通航里程曾達(dá)三千余千米，20世紀(jì)60年代以后絕大部分支流長(zhǎng)年干涸，只剩下人入?？诤芏痰囊欢紊锌擅銖?qiáng)通航。

洪澇時(shí)河流水位漲高，雖可通航，但有時(shí)安全標(biāo)志和沿岸碼頭也被淹沒(méi)，也會(huì)給航行帶來(lái)一些困難。

濃霧天氣容易發(fā)生船只相撞事故，如2000年6月22日早晨，四川省合江縣榕建號(hào)機(jī)動(dòng)短途客船在流水巖遇濃霧，駕駛員未按規(guī)定就近靠泊，加上嚴(yán)重超載和操作不當(dāng)導(dǎo)致翻沉。船上221人全部落水，死亡和失蹤130人。2007年春，南桂機(jī)035輪在航行中突遇濃霧，船長(zhǎng)疏于瞭望，措施不當(dāng)，在由廣東佛山開(kāi)往順德途中偏離主航道，觸碰325國(guó)道九江大橋的非通航孔橋墩，造成九江大橋部分橋面坍塌、南桂號(hào)輪沉沒(méi)的重大事故。1