[科普中国]-气象与城市交通

气象与城市交通

交通是城市系统与外界进行人员与物质交换的主要手段，也是广义城市生命线系统的主要组成部分。交通的中断将导致整个城市系统的瘫痪和功能的丧失。

作为城市系统的一个子系统，城市交通系统由交通工具、交通基础设施、交通管理机构和交通企事业单位及从业人员等几部分组成。按照交通方式的不同，又可分为城市道路交通、城市轨道交通、城市水运交通、城市航空交通等。按照运输对象的不同，分为客运和货运两大类。进一步划分，城市道路又有高速公路、主干道、一般道路和街巷之分，水运又有海运与河运之分。

在城市交通系统的各种环境因素中，气象因素是影响最大和最经常的。这些影响包括对交通基础设施建设和施工的影响，对交通工具运行状态的影响，对交通从业人员工作效率的影响等。这些影响有有利的方面，即有利于施工和交通运行的天气和气候条件，也有不利的方面，即影响施工和交通运行。气象条件对城市交通的不利影响集中体现在由气象因素直接或间接引发的交通事故上。

由于下垫面性质的改变和大量高强度的人类活动，使城市气候具有与乡村不同的特点。城市交通系统也远比乡村发达和密集，由此造成气象条件对城市交通的影响要比对乡村交通的影响大得多，且具有很不相同的特点。例如城市里的轨道交通、立交桥与隧洞都是乡村所没有的，而乡村的马车、拖拉机运输在城市里也没有。热岛效应和雾、霾对交通的影响，城市明显大于乡村但洪水、冰雪和冻融对交通的影响，乡村通常要大于城市。1

城市交通事故的内涵城市交通事故指由于人为或自然的原因，使城市的交通设施或交通工具受到一定损坏，从而造成人员伤亡和财产损失，或由于出现某种障碍致使城市部分地区的交通堵塞至瘫痪，从而造成重大经济损失和不良社会影响的事件。

城市交通事故的发生，既有人为因素，也有自然因素，有时是二者共同作用。在人为因素中，既有责任性因素，也有技术性因素。自然因素有气象、水文、海洋、地质、生物、天文等多个方面。本书将重点讨论气象因素诱发或导致的交通事故。广义的交通事故还包括由交通事故引发的次生灾害，如撞车或翻车导致车载有毒有害物质泄漏，海上油轮失事造成海面被泄漏的原油污染等，也包括各类自然灾害对交通设施的破坏。

近年来，我国平均每年发生交通事故六七十万起，死亡10万多人，受伤50多万人，直接经济损失30亿元以上，其中机动车交通事故占到90%以上。交通事故总数和经济损失虽然略有下降，但死亡人数仍居高不下，芸至还略有上升，2006年道路交通事故死亡人数又比上年下降9.4%。1

气象与公路交通事故的关系交通事故虽然总体上被列为人为灾害，人为原因在大多数交通事故中起到主导作用，但是环境条件的影响也是很大的，特别是在不利的气象条件下,责任心不强或操作失误往往会酿成大祸。

气象对公路设施的影响我国的季风气候有降雨集中的特点，毎年夏秋都有局地暴雨发生，特别是台风登陆的时候，暴雨经常引发山洪和泥石流，冲毁路基和桥梁、涵洞。2007年7月17日和18日，重庆和济南先后降特大暴雨，多处公路被冲断，济南市中心区道路中央安全岛数百千克重的边沿石郴被冲走。1994年7月底受第3号台风影响，华北北部和辽宁西部发生特大暴雨引发山洪，冲垮北京东郊主干公路上多座涵洞和桥梁。辽宁锦州市委书记在去现场指挥抢险的公路上被洪水冲走殉难。

高寒地区的公路，冬季因严寒使路基冻胀，早春化冻时翻装强烈使路基变软路面损坏，一经碾压更会变得凹凸不平，基至无法通行。

气象对公路建设的影响公路建设在选线时应避开山洪与滑坡、泥石流高发区，路基高度设计要考虑地形与城市发生暴雨时的积水深度。高寒地区的城市，应将路基深设计为季节性冻土最大深度以下0.25 m，否则容易在早春解冻时发生路面翻浆。公路施工时，混凝土路面要求气温不低于4℃，沥青路面则要求不低于15'C。寒冷地区的城市路面，可使用熔点较低的沥青但在炎热地区，必须使用熔点较高的沥青。1

气象与城市轨道交通事故的关系城市轨道交通主要包括城市铁路和地下铁道，山区城市还有缆车，有些城市还有有轨电车。城市轨道交通除有轨电车外，都是封闭运行，一般不会发生冲撞行人的交通事故。但是轨道交通运行速度很快，体积和重量大于汽车，惯性很大，一旦发生交通事故，撞击力很大，破坏性很强。缆车虽然运行速度不快，但一旦失事坠落，破坏力也是很大的。

影响铁路交通的气象条件与公路相似。我国每年发生铁路交通事故一万多起，死亡八千多人。其中主要铁路干线平均每年因洪水冲断桥梁、涵洞或路基而中断交通在100次以上，像1963年海河流域洪水、19?5年河南中部大水、1991年江淮洪涝、1998年长江洪涝都曾造成京广铁路和京沪铁路许多天不能通行。

铁轨积雪，车轮易打滑空转，有时还会出轨。积雪厚达40 cm时，行车速度降低；达70cm时需要清除积雪才能通行。1992年11月18日到20日东北中南部特大暴雪，沈阳铁路局有9000多千米铁路无法正常运行，停运或折返客车230多列、货车近千列，铁路部门组织了?万多人突击扫雪排障。铁路钢轨留有轨缝是为了防止热胀冷缩导致变形。1980年2月19日日本中部大雪使40次列车被取消，120次列车晚点，3万多人的上班被耽误。低温下火车的机用柴油可能冻结而使机车的牵引力明显下降。温度很低时铁轨可收缩变形，如加上冰雪阻隔，有时可造成道岔不能正常合拢，信号灯不亮，易酿成事故。

冻雨倒塔造成的停电可迫使电力牵引机车停止运行，2008年1月25日下午湖南省郴州市白石渡的10万伏高压线塔因冻雨倒下，搭在2.5万伏的铁路接触网上。4小时后N582次列车被迫刹车。京广线郴州至衡阳段至少发生3处险情，造成7000多次电力中断，未烧毁的接触网也被冰雪包裹险象环生。截止到1月25日晚已有数十辆列车被迫停在沿线。

大风对铁路设施可造成损害，并使火车运行速度降低，侧面强风甚至可以使列车倾覆。我国内地各大城市规定的安全临界风速一般为22 m/s,超过这一风速，列车应停驶待命。新疆风口地区的规定是32 m/s.2003年4月从吐鲁番到乌鲁木齐途中的三十里风区连续刮12级大风并伴随强沙尘暴，有一列火车被颠覆，列车运行停止了4天。

浓雾对列车运行也十分不利，司机往往不容易看清前方的信号灯，稍有不慎就可能发生撞车或出轨事故。

城市的地下铁道受外界环境的影响相对小些，但北京也发生过暴雨后雨水灌进地下车站和隧道的事故。地下铁道全靠通风系统保持空气的新鲜，要注意沙尘天气对通风换气质量的影响。台北市地铁在一次台风暴雨袭击中曾有13个车站被灌进水。1

气象与航空交通事故的关系航空是受气象条件影响最大的交通方式，几乎所有气象要素都与航行安全有关。空难事故大多数发生在起飞和降落两个阶段，空中飞行时发生事故相对较少。尽管空难事故发生次数和单位运距的事故伤亡及财产损失均远少于道路交通，但由于一架飞机的载客人数和经济价值均明显多于一般车辆，每次空难事故都会引起国内外媒体与公众的高度关注。

气象条件对航空的影响包括对机场设施及跑道、飞机起降和空中飞行三个方面。影响跑道摩擦力的因素有降水、积雪、结冰、冻雨、积水等，影响飞机起降的因素有低云、能见度、风向、侧风、湍流、阵风、风的垂直切变等，影响空中飞行的因素有高空风、对流、湍流、飑线、急流、雷电、阵雨、冻雨、云雾、霾、沙尘暴等。1

气象与水运交通事故的关系水运交通包括河道航运、近海航运和远洋航运。水运虽然速度较慢，但运量大，成本低，在沿江、沿海城市交通中占有重要地位。影响河道航运的气象因素包括洪涝、干早、大风、雰、霾、冰冻等。

2001-2003年期间我国平均每年发生水上交通事故671起，死亡和失踪484人。干旱使河流水位下降到枯水位以下时将严重影响航运，2006年夏秋到2007年春季重庆市的持续干早，曾使嘉陵江一度断航，有些船舶被迫搁浅。海河流域过去通航里程曾达三千余千米，20世纪60年代以后绝大部分支流长年干涸，只剩下人入海口很短的一段尚可勉强通航。

洪涝时河流水位涨高，虽可通航，但有时安全标志和沿岸码头也被淹没，也会给航行带来一些困难。

浓雾天气容易发生船只相撞事故，如2000年6月22日早晨，四川省合江县榕建号机动短途客船在流水岩遇浓雾，驾驶员未按规定就近靠泊，加上严重超载和操作不当导致翻沉。船上221人全部落水，死亡和失踪130人。2007年春，南桂机035轮在航行中突遇浓雾，船长疏于瞭望，措施不当，在由广东佛山开往顺德途中偏离主航道，触碰325国道九江大桥的非通航孔桥墩，造成九江大桥部分桥面坍塌、南桂号轮沉没的重大事故。1