氣候挑戰(zhàn)加劇，北京中軸線古建如何應(yīng)對災(zāi)害風(fēng)險？

本文轉(zhuǎn)自公眾號：中國氣象

作者：劉蕊 王婉

2024年7月，第46屆世界遺產(chǎn)大會

北京中軸線——中國理想都城秩序的杰作

正式列入《世界遺產(chǎn)名錄》

這條超過700年歷史的中軸線

是我國重要的文化瑰寶

也是享譽(yù)世界的“北京名片”

4月18日是國際古遺址日

今年活動主題聚焦

“活態(tài)遺產(chǎn)在沖突與災(zāi)害背景下的應(yīng)急響應(yīng)與保護(hù)”

如今在世界氣候變化大背景下

中軸線的古建筑正面臨著重重氣候危機(jī)

我們不應(yīng)止步于走近、了解這些古建筑

更應(yīng)該從氣候變化的角度去看待它們

并研究相應(yīng)的保護(hù)措施

提升古建瑰寶的氣候韌性

守護(hù)這一古老的世界遺產(chǎn)

圖為故宮

中軸線上的氣候印記

歷史悠久的北京中軸線位于北京老城中心，縱貫老城南北，始建于13世紀(jì)，歷經(jīng)元、明、清及近現(xiàn)代逾7個世紀(jì)演進(jìn)而延續(xù)至今。皇室宮殿、城中壇廟、門樓園林……中軸線上聚集了諸多建筑景觀，其中氣象元素也不少。

景山位于中軸線北端，整個紫禁城建筑群依它而建。這個海拔不足百米的山峰被稱為“紫禁城的靠山”，究其原因，也有氣候因素的考量。北京地處華北平原北緣，來自西北部蒙古高原和西伯利亞的冬季偏北風(fēng)凜冽。北風(fēng)一來，景山可以起到阻擋緩沖的作用，山體會使風(fēng)和氣流從兩側(cè)繞流，位于山體背風(fēng)側(cè)的風(fēng)速減弱，中心區(qū)域可以平穩(wěn)無風(fēng)。這樣，位于景山背風(fēng)側(cè)的宮殿建筑群“風(fēng)和日麗”。

北海是中軸線上另一處知名景觀。這里有趣的天氣現(xiàn)象之一是穿堂風(fēng)，即城市峽谷風(fēng)。當(dāng)風(fēng)從開闊的后海地帶吹來，穿過狹窄的“銀錠橋”，會加速吹過北海的水面，涼風(fēng)習(xí)習(xí)，波光瀲滟。然后，涼風(fēng)會加速通過狹窄又安靜的胡同巷弄，高大的槐樹枝葉婆娑，人們飯后茶余納涼消暑也成了一處人文景觀。

中軸線上另有著名的瓊島春陰、太液秋風(fēng)等燕京美景，氣象的交融促使中軸線上的景觀更為壯美。然而，百年來，北京地區(qū)的氣溫及降水經(jīng)歷了顯著變化，這也對中軸線及其周邊景觀產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

20世紀(jì)以來，北京市氣溫整體呈上升趨勢，2000年以來北京市溫度顯著升高。百余年間氣溫升高了2.24℃。2010—2020年較1916—1949年平均氣溫均有不同程度的升高，全年氣溫整體升高1.57℃。

北京市氣溫變化 圖/王冀

百年來北京市平均年降水量為588.6毫米，2020年前呈下降趨勢，2020年后呈上升趨勢。與1916—1949年相比，2010—2020年春季和秋季降水量均有不同程度的增加；夏季和冬季降水有所減少。

北京逐年降水量 圖/王冀

氣溫上升使季節(jié)及溫暖氣候延長，中軸線周邊的植物群落展現(xiàn)出更繁茂的景象，但同時一些耐熱性較差的植物也面臨生存挑戰(zhàn)。這種植被覆蓋的變化，不僅豐富了景觀的層次與色彩，也對生態(tài)系統(tǒng)及其平衡產(chǎn)生影響。此外，高溫天氣還加劇了對古建筑材料的考驗(yàn)，尤其是木質(zhì)與磚石結(jié)構(gòu)在高溫下更容易受損，更需精心養(yǎng)護(hù)。

降水波動會影響中軸線周邊的水體景觀。湖泊、池塘等自然水域因缺乏足夠的雨水補(bǔ)給，導(dǎo)致水位逐漸下降。同樣，這也對古建筑保護(hù)提出了更高要求。在降水量減少的情況下，古建筑可能更容易出現(xiàn)干燥、開裂等情況。此外，極端性降水事件增加也給中軸線周邊的排水系統(tǒng)帶來了不小壓力，尤其在暴雨季節(jié)，如何確保中軸線周邊地區(qū)不受積水困擾，也成了一項(xiàng)重要課題。

古老的中軸線，不僅見證了北京從皇家禁地到現(xiàn)代都市的華麗蛻變，更在氣候的雕琢下，綻放出獨(dú)特而豐富的文化韻味。

智慧傳承 成就古建筑經(jīng)典

在古都北京的中心地帶，呈南北走向的中軸線，如同一把標(biāo)尺，標(biāo)注著中國發(fā)展的進(jìn)度，也彰顯出中國人的智慧和氣度。在氣候變暖背景下，城市面臨的各種風(fēng)險和挑戰(zhàn)加劇，在北京中軸線保護(hù)傳承中又面臨哪些氣候風(fēng)險？

影響中軸線文物和古建筑保護(hù)的氣象因素很多，如暴雨、雷電、冰雹、低溫冰凍等。其中，水災(zāi)特別是暴雨和洪澇，是北京地區(qū)出現(xiàn)頻率較高且危害最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，對于古建筑的威脅尤為突出。

故宮的排水系統(tǒng)堪稱經(jīng)典，六百年來從未出現(xiàn)漫溢之患。故宮有著科學(xué)精密的排水系統(tǒng)，包括屋頂、地上和地下三 部分。故宮建筑屋頂設(shè)計遵循屋脊高、坡度陡的特點(diǎn)，這不僅增加了建筑的雄偉氣勢，更重要的是，使得雨水能夠快速地流走。

圖為2023年7月31日，故宮太和殿臺基的螭首“吐”出雨水 來源：新華社

屋頂凸起的筒瓦和凹陷的板瓦搭配形成“排水通道”——瓦壟，能讓雨水有序流下，有效減輕屋頂?shù)膲毫ΑＶ档米⒁獾氖牵蕦m從后院到前院，每個院落都有3‰的坡度，且各院落有獨(dú)立的排水溝。這些排水溝渠縱橫交錯，如同人的血液循環(huán)系統(tǒng)，積水能夠通過排水管網(wǎng)快速排到金水河里，再由金水河排到護(hù)城河，防止暴雨對古建筑的侵蝕。

在什剎海畔，萬寧橋橋下四只形態(tài)不一的石雕神獸——趴蝮，除了蘊(yùn)含保一方水運(yùn)平安之意，也起到水位警戒線的作用。在極端天氣條件下，什剎海能夠通過控制水位和分流，將多余的雨水排入湖泊和周邊河道，減少城市內(nèi)澇風(fēng)險。

圖為萬年橋的鎮(zhèn)水神獸趴蝮

躲開了水的沖擊和侵蝕，古建筑還要面對雷電帶來的直接傷害。與“人禍”相比，雷擊引發(fā)古建筑火災(zāi)往往就在一瞬間，且來勢洶洶，雷電災(zāi)害也因此被稱為“古建筑殺手”。

由于自身材料、結(jié)構(gòu)、位置等特點(diǎn)，古建筑遭受雷擊后起火的事故發(fā)生率較高。雷電引發(fā)古建筑起火主要有兩種途徑——直接雷擊引燃木材，或雷電流沿著電源或信號線路侵入，引發(fā)線路起火進(jìn)而引起古建筑起火。

好在，北京中軸線上的許多重要古建筑都采取了先進(jìn)的防雷措施。近年來，防雷的主要方法是安裝防雷裝置，包括防直擊雷裝置和防感應(yīng)雷裝置。

北京中軸線上的永定門、天壇、先農(nóng)壇、正陽門及箭樓、天安門及其周邊歷史建筑群、太廟、社稷壇、故宮、景山公園、鐘鼓樓基本上安裝了防雷裝置。

圖為天壇祈年殿房檐布設(shè)的避雷帶 圖/王婉

圖為故宮正吻上的避雷帶 圖/王婉

在北京市的城市規(guī)劃與建設(shè)管理過程中，“韌性城市”建設(shè)方案被納入其中，以進(jìn)一步提升城市應(yīng)對自然災(zāi)害和氣候變化的抗風(fēng)險能力。近年來，氣象部門持續(xù)助力海綿城市建設(shè)，并利用5G及 AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險天氣的實(shí)時動態(tài)監(jiān)測和預(yù)報預(yù)警，這仿佛為北京中軸線古建筑穿上了一套“金絲軟甲”，讓其無懼風(fēng)雨。