█ Bai,X.,etal..Six research priorities for cities and climate change. Nature,555(7694),pp.23-25.
█ 刘淑乔（特约，中国气象报）译
城市亟需应对气候变化。当前，全球人口超过一半居住在城市，75%能源利用的二氧化碳排放量来自于城市。为实现2015年《巴黎协定》中把升温控制在不高于工业化水平2°C的目标，需要保持在一定的“碳预算”范围内，2017年后二氧化碳排放总量不能超过800千兆吨。而大多数二氧化碳排放增加都将出现在发展中国家。
城市越来越容易受到极端天气的影响。很多城市分布于泛滥平原、干旱地区和沿海地区。2017年，东南亚城市多次发生洪灾，比如说孟加拉国的达卡和印度的孟买，超过1000人丧生，4500万人流离失所，难以维持生计。加利福尼亚近郊和巴西里约热内卢也经历了干旱、林火及强降水过后的洪水和泥石流。南非的开普敦自2015年来一直受极端干旱侵袭。到2030年，数百万人将受到此类极端事件的影响，潜在经济损失累计将达到4万亿美元。
与此同时，城市科学也在不断发展。城市规划者和决策者需要帮助他们管控风险的依据，发展气候减缓和适应战略。当前，科学家更倾向于把城市看作复杂的系统，与社区开展更为紧密的合作。新概念也层出不穷，比如说“智慧城市”。
然而，城市研究的范围和实践性也面临诸多障碍：缺乏长期城市气候研究和影响分析，使得城市管理者进行未来几十年发展规划时遇到困难。研究经费集中于单一学科或一些地区和国家需求，这样的结果是跨学科项目和区域比较分析可能得不到相应的资金支持。几乎没有网上平台能够为城市共享信息，相互学习借鉴提供契机。
科学需要在城市决策和实践中起到更为有力的作用。即将举行的IPCC年会上各国专家学者将共聚一堂，与会者会确定全球研究议程，为IPCC城市特别报告提供借鉴。
作为科学指导委员会成员，我们提出城市和气候变化研究应该考虑到下面6项重点。
知识空白
减缓和适应城市气候变化需要在以下几个领域加强工作。
扩大观测范围。研究人员和城市管理层需要扩展收集的城市数据数量和类型。最大的差距出现在全球欠发达南方。非正式定居点的数据很稀少甚至不存在。还需要加强数据的可获得性、覆盖面、质量、分辨率和可靠性，数据记录也需要进行标准化处理。还需要开发卫星、无人机、和自动汽车的遥感方法，来监控稠密的城市框架。
需要进行可靠的温室气体数据盘点（包含个人居所，工厂，道路），并采取措施验证数据。大多数政策决策者和行业人员仍依赖城市范围或者是国家的排放数据。追踪大气污染的来源和类型，包括甲烷、臭氧、黑炭、和气溶胶也至关重要。因为减少它们的排放量不仅有助于公共健康，也有助于气候减缓。
为了理解洪水的大范围影响，重要的一点是把地下管道、电缆网络、以及建筑物隐藏空间和地下部分都绘制在地图上。研究人员还需要了解在发布极端天气事件预报时，人群和基础设施与公共空间如何相互影响。
技术数据需要辅助吸收消化不同视角和本地化知识。在洪水和热浪面前，尼日利亚卡诺老城的恢复力要比1980年后的开发区域更强。泥制平屋顶吸收和蒸发雨水的能力要高于金属或者混凝土。在历史上，尼日利亚的城市就包含众多开阔空间，绿地和湿地。
需要建立全球“城市观测站”网络，当前研究和长期观测的重点正是各种各样的城市。数据、研究和实践应进行网上共享。在英国，纽卡斯尔大学每天从传感器收集城市的100万项测量数据，并在网上实时公开分享。这些数据包含运输排放量、降水、水流和空气质量，还有蜂箱重量等生物多样性相关量度。城市委员会和运输、能源、环境以及水资源行业都在利用这些数据。英国谢菲尔德和布里斯托尔也在发展类似的观测站。
为了确保可信性，数据必须可验证，使用公开透明。研究人员和行业人员需要制定监管、安全、伦理和参与机制。当然，也存在隐私和安全方面的担忧。比如说，当前众多城市的法律要求保护私有数据。有些城市对公开那些会揭露他们没有实现目标的信息还是有所保留的。
理解气候相互作用。气候过程极为复杂，尤其是在城市层面。比如说，在中国的一些城市，随着细颗粒物影响云层，大气污染可能带来更强降水。不透水的路面，比如说混凝土和沥青，可以储热，减少蒸发型降温，放大城市热岛响应。
需要进行不同情景下的城市对比研究，从而解释这些相互作用，找到应对方案；了解城市形态、建筑材料、和人类活动如何影响大气循环、热量和光辐射、城市能源、以及水资源预算。像澳大利亚墨尔本正在尝试的青石路面一样，需要多少可透水的路面来减少洪水威胁呢？纽约和洛杉矶尝试的反光路面和房顶会施加何种影响？
气候模型需要考虑城市化，适用于城市和社区层面。热浪、海岸侵蚀和洪水泛滥等情境需要高分辨率风险评估方法。需要对比和使用基准来衡量不同的方法和模式，并与地区脆弱性和能力耦合。
研究非正式居住地。到2050年，主要来自全球欠发达南方的30亿人口将生活在贫民区：社区没有主流治理层，土地没有发展区划，地区受到气候灾害威胁。缺乏良好居住环境和基本服务也会对个人和家庭形成更多的风险。
加强此类社区的适应能力至关重要。需要评估基层社区为应对风险的工作。比如说，基于社区的组织在菲律宾购置洪水区之外的土地，建造坚固的房屋，并在印度戈勒克布尔绘制了洪水灾害图。此类研究应该关注正式和非正式的相互作用，包括被边缘化群体的相关诉求。
需要设计出适合这些社区的模型和分析工具，因为全球北部采取的措施无法移植于此加以应用。数据匮乏，非正式的社会经济过程，以及地区能力有限等因素都应该考虑在内。
需要对政策进行评估。比如说埃塞俄比亚的阿达玛和默克莱市通过扩大可开发土地，促进周边地区经济适用房建设。从长期看，政府掌握土地使用权能够节省精力；可以规划和系统建设大规模基础设施和公众空间网络，无需改造设计不佳的地区。非正式居住地可为可持续发展提供经验。这里的居民擅长利用稀缺资源，重复利用废弃物。气候减缓努力应当为居民生计、人类福祉以及非正式经济提供支持。
利用颠覆性技术。数字革命正在改变城市。例如，城市共享流动性方案改善了大气质量，推动了社会融合，并缓解了交通拥堵。在里斯本，研究显示仅占全部机动车3%的共享出租车团队就可以维持居民的流动水平。全球范围利用共享自动电动车可使全球汽车存量减少三分之一。
如果此类便利的技术最终增加了机动车使用，这些优势可能会被削弱。研究人员需要清楚积极与消极结果的诱因，以及影响方式，比如说通过信息和通讯技术推动共享出行。
水资源、能源、通信和运输系统受数字连接和控制，提高了气候风险同时影响全网络的可能性。当前，对相关风险和风险诱因的理解都很不足。2012年飓风桑迪席卷纽约，造成大范围断电，食物、现金和燃料短缺。
全球欠发达南方需要开发低价的，能减少未来基础设施碳强度的材料和技术。例如，水泥可被设计的能吸收更多的二氧化碳。实际上，水泥生产是人类碳排放的第三大来源，仅次于化石燃料燃烧和土里利用变化，占全球化石燃料和工业相关排放的5.6%。此外，一些轻质摩天大楼利用了“碳中和”的木材和竹制材料。这些材料需要生产过程可持续，成本低廉。C40城市集团进行的“正气候发展项目”在全球18个城市开展，希望通过涉及30万人的混合发展项目中实现二氧化碳净负排放。
固有环境可融入植被走廊、绿色园区、芦苇地和低洼地区来减少洪水和热浪风险，同时提高生物多样性和碳储存。需要进一步了解此类特征的长期表现和管理，制定设计和工程标准。
支持变革。需要大胆的战略实现低碳、具有灾害抵御能力的城市。比如说，中国的海绵城市倡议通过增加绿色空间，恢复湿地，利用可透水材料吸收雨水减缓径流。需要进一步了解如何通过政策和激励措施改变居民的生活方式和消费模式，建设零排放社区和城市。
首先要寻找激发更多成功的地域性创新。比如，上海实行了一系列低碳举措，包括城区供暖网络、消费产品碳标签，和金融机制。应进行研究和政策框架开发，使城市间相互交流成功的地域性创新。
了解全球可持续背景。城市是具有全球影响力的开放、复杂、动态系统。用心良好的地区行动也可能把问题转移到其他行业或未来。比如说，一个城市打击能源密集型生产，可能把问题转移至监管相对较少的地区，对减少碳排放并无净利。中国、韩国和越南的许多城市为了改善环境评价就把一些工业迁移至城市外部。
需要系统方法实现全球气候变化目标、联合国《新城市议程》以及可持续发展目标。需要进一步了解城市过程的相互作用、权衡和协同以及其对其他地点的影响。这需要进行跨领域和治理方面的协同工作。例如追踪水资源、食品和能源系统联系的“联结法”应该扩展至其他领域，理解基础设施供应、不均等和恢复力之间的关联。
下一步
研究人员、政策制定者、行业人员和其他城市相关利益方需要加强合作，群策群力。大学应该支持本市的数据平台和长期研究项目，在本国和全球分享经验。科学家应该更多的参与到相关政策和诸如40城市集团、倡导地方政府可持续发展国际理事会等的实践中。
现在已经有一些城市建立了科学咨询委员会，由首席科学顾问领导。这些举措都有助于提高科学的关注度、能力建设、领导力，以及提供接触点。
供资机构需要为跨领域研究和对比研究提供资金，尤其是在全球欠发达南方。城市可以规定竞标大型可再生能源和可持续交通政府计划的企业为相关大学研究计划提供资金支持，参考澳大利亚首都特区的做法。城市应该开发商业模式和伙伴关系来加速成功试验，激发更多的想法和技术。
网上平台不仅进行数据共享，还需帮助研究人员、政策制定者、从业人员和居民发现问题，找到解决之法，尝试衡量有效性，形成学习过程。未来地球科学计划的“城市知识行动网络”就有这样的决心，但需要稳定的资金和制度支持，才能长期协助全球城市。
缓解城市气候变化及适应方面的研究和创新得到的支持必须与问题的量级相符。