氣候挑戰加劇，北京中軸線古建如何應對災害風險？

本文轉自公眾號：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

“活態遺產在沖突與災害背景下的應急響應與保護”

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

我們不應止步于走近、了解這些古建筑

更應該從氣候變化的角度去看待它們

并研究相應的保護措施

提升古建瑰寶的氣候韌性

守護這一古老的世界遺產

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，歷經元、明、清及近現代逾7個世紀演進而延續至今。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凜冽。北風一來，景山可以起到阻擋緩沖的作用，山體會使風和氣流從兩側繞流，位于山體背風側的風速減弱，中心區域可以平穩無風。這樣，位于景山背風側的宮殿建筑群“風和日麗”。

北海是中軸線上另一處知名景觀。這里有趣的天氣現象之一是穿堂風，即城市峽谷風。當風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，涼風習習，波光瀲滟。然后，涼風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，北京地區的氣溫及降水經歷了顯著變化，這也對中軸線及其周邊景觀產生了深遠影響。

20世紀以來，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

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

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給，導致水位逐漸下降。同樣，這也對古建筑保護提出了更高要求。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帶來了不小壓力，尤其在暴雨季節，如何確保中軸線周邊地區不受積水困擾，也成了一項重要課題。

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

智慧傳承 成就古建筑經典

在古都北京的中心地帶，呈南北走向的中軸線，如同一把標尺，標注著中國發展的進度，也彰顯出中國人的智慧和氣度。在氣候變暖背景下，城市面臨的各種風險和挑戰加劇，在北京中軸線保護傳承中又面臨哪些氣候風險？

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

故宮的排水系統堪稱經典，六百年來從未出現漫溢之患。故宮有著科學精密的排水系統，包括屋頂、地上和地下三 部分。故宮建筑屋頂設計遵循屋脊高、坡度陡的特點，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，有效減輕屋頂的壓力。值得注意的是，故宮從后院到前院，每個院落都有3‰的坡度，且各院落有獨立的排水溝。這些排水溝渠縱橫交錯，如同人的血液循環系統，積水能夠通過排水管網快速排到金水河里，再由金水河排到護城河，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不一的石雕神獸——趴蝮，除了蘊含保一方水運平安之意，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，減少城市內澇風險。

圖為萬年橋的鎮水神獸趴蝮

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，雷擊引發古建筑火災往往就在一瞬間，且來勢洶洶，雷電災害也因此被稱為“古建筑殺手”。

由于自身材料、結構、位置等特點，古建筑遭受雷擊后起火的事故發生率較高。雷電引發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，引發線路起火進而引起古建筑起火。

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雷裝置。

北京中軸線上的永定門、天壇、先農壇、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

在北京市的城市規劃與建設管理過程中，“韌性城市”建設方案被納入其中，以進一步提升城市應對自然災害和氣候變化的抗風險能力。近年來，氣象部門持續助力海綿城市建設，并利用5G及 AI技術，實現風險天氣的實時動態監測和預報預警，這仿佛為北京中軸線古建筑穿上了一套“金絲軟甲”，讓其無懼風雨。