大连理工大学郭飞教授团队在寒地滨海城市未来冷热风险评估方面取得新进展

——从未来气候预测到典型街区识别，为城市更新提供精细化气候适应依据

在全球气候变化背景下，持续高温、寒潮等极端天气正对城市运行和居民生活产生越来越明显的影响。对于大连这样的寒地滨海城市而言，未来面临的并不是简单的“越来越热”，而是夏季热风险增加、冬季冷风险持续存在，同时不同城市街区之间的冷热环境差异也更加值得关注。围绕这一现实问题，大连理工大学建筑与艺术学院郭飞教授团队持续开展寒地滨海城市局地热环境与气候适应研究，并逐步形成了从现场观测、未来气候推演到街区风险识别和空间优化的连续研究路径。近期，团队相关成果发表于国际期刊《Energy & Buildings》。研究以大连为对象，将CMIP6未来气候预测、ERA5-Land再分析数据以及典型街区现场实测相结合，建立了从宏观气候情景向城市内部不同空间类型进行精细化转换的方法，用于识别2025—2050年未来气候背景下不同街区的冷热风险差异。

研究思路的形成，来自团队长期积累的冬夏季城市热环境实测。在现场观测和数据整理过程中，团队博士生徐声注意到，即使处于相同的城市天气背景，不同街区中的实际冷热感受仍可能存在明显差异。围绕这一现象，团队进行了多次交流讨论，一个问题逐渐清晰起来：未来气候预测能否不仅告诉我们“城市整体会怎样变化”，还能够进一步回答“这些变化落到不同街区后会发生什么?”在导师郭飞教授的指导下，团队进一步将未来气候情景、城市尺度气候数据与典型街区实测联系起来，逐步形成了从宏观预测走向局地风险识别的研究思路。

为此，团队采用通用热气候指数（UTCI）综合评价人体所承受的冷热环境，并构建了“未来气候情景—城市整体变化—典型街区差异”的多尺度研究框架，使相对宏观的未来气候预测能够进一步转化为城市规划和设计可使用的信息。

图1 从未来气候预测到城市街区风险识别

研究发现，在未来气候变化背景下，大连高温风险呈持续增强趋势，但冬季寒冷风险并不会随着气候变暖而完全消失。这意味着寒地滨海城市未来的气候适应不能只关注夏季降温，而需要同时考虑夏季防热和冬季防寒。更重要的是，当研究从城市平均尺度进一步深入到不同街区后，局地差异表现得更加明显：城市平均值并不能完整代表居民在具体街区中的真实冷热体验。

在此基础上，团队进一步开展成果扩展研究，对大连中心城区8类典型城市空间进行了更加细致的分析。结果显示，不同类型街区与城市平均背景之间存在明显偏差，夏季UTCI局地偏差达到1.92—7.54℃，冬季达到4.50—17.47℃。换句话说，同一次高温天气或寒潮过程，在城市不同位置产生的实际影响并不相同。其背后与建筑形态、植被覆盖、天空开敞程度以及硬质地表比例等城市空间特征密切相关。

图2 不同典型街区的冷热暴露差异与重点适应类型

进一步分析表明，不同街区的适应重点也并不相同。部分开敞高层建筑区域同时面临较高的夏季热暴露和较明显的冬季冷暴露，需要兼顾冬夏两季；低植被覆盖开敞空间和部分大型低层建筑区域主要表现为夏季热暴露突出，应重点加强防热；另一些城市空间则冬季冷暴露更加明显，需要重点关注避风和冬季户外舒适度。研究由此识别出复合防冷热、重点防热、重点防冷和一般适应等不同类型，为未来城市更新中的差异化干预提供了更加清晰的依据。

这些发现说明，未来城市气候适应并不存在适用于所有街区的统一方案。针对夏季热暴露较强的区域，可通过增加乔木遮阴、降低硬质地表热蓄积、增加小微绿地等方式改善环境；对于冬季冷暴露较强的区域，则可通过半围合空间、植物风障、连廊和向阳节点等方式减弱风寒影响；对于冬夏两季问题并存的街区，则需要在遮阴、通风、避风和日照之间进行综合平衡。

图3 不同街区的差异化气候适应策略

从前期现场观测中发现局地差异，到进一步思考未来气候变化如何真正作用于城市空间，这一系列研究逐步形成了从未来气候预测、城市尺度风险判断，到典型街区识别，再到差异化城市更新策略的连续研究路径。研究重点解决了未来气候数据如何向城市内部不同空间类型转换的“方法问题”，后续扩展研究则进一步将这一方法落实到典型街区，识别不同空间的冷热暴露特征及优先适应方向。相比单纯描述未来气候“会怎样变化”，团队更关注如何把这些预测真正转化为规划和设计能够使用的信息。

郭飞教授团队近年来持续围绕寒地滨海城市局地热环境、未来气候风险与适应性设计开展研究。未来，团队还将结合连续气象观测、城市更新信息和多目标优化方法，进一步研究遮阴、增绿、通风、避风等措施之间的协同作用，从“识别风险”进一步走向“优化设计”，推动未来气候信息更深入地服务于城市更新与空间优化，为寒地滨海城市气候适应和高质量发展提供更加精细的技术支撑。