如何守护宫阙“风雨不动”?探访百年故宫博物院的气象奥秘
中国气象 | 作者 赵宁 狄雅静

2025-10-10 20:24 语音播报

城事

编者按

1925年10月10日下午2时,故宫博物院在乾清门内举行开幕典礼。会后,清室善后委员会通电各界,宣布故宫博物院成立。今天,故宫博物院建院满100年。100年间,故宫从皇家的禁苑变成人民的博物院。高耸的宫墙,在古都北京围合着约72万平方米的空间,营造出独特时空——流淌的时间在特定的地理位置,被定格在高光瞬间。

寒来暑往,风雨雷电从未停止对紫禁城的叩问。如何在风云变幻的大自然中进行气象灾害风险管理?本期带您走进故宫,探寻其中的气象印记。

故宫文化遗产如何抵御气象风险?

故宫是中华文明源远流长、多元一体、交流融合、和谐共生的重要结晶。它坐落在北京城市中心,是世界现存规模最大、保存最完整的古代宫殿建筑群,于1987年被列入世界遗产名录。作为遗产的故宫,有1050座文物建筑、448棵古树名木和815座室外陈设。

故宫博物院全景 图源:千库网

“世界遗产保护的最终目标,是让其承载的价值得到延续和强化。所有保护工作的目标是尽量减少或者避免遗产价值受损的事件发生。”故宫博物院故宫世界遗产监测部主任狄雅静介绍,所有的世界文化遗产地都要完成一件事——在预防性保护的前提下梳理影响文物本体安全的风险源,并预估可能发生的风险事件和可能产生的风险后果,从而进行风险管理。

在故宫遗产价值损伤的风险管理体系中,遗产保护体系和安全防范体系两套体系齐头并进,实现信息互联互通。不良气象环境、自然灾害、不当干预、过多观众数量、不当观众行为等风险源,都会对文物建筑、室外陈设、古树名木以及非物质文化遗产等风险对象造成影响,从而发生风险事件并产生不良后果。

在与气象相关的风险源中,不良的气象环境和自然灾害可能导致文物本体受到损伤或产生病害。北京属于大陆性季风气候,对故宫而言,引起文物损伤的风险源主要有持续降水、暴雨、强风、雷电以及持续高温等气象灾害。

根据2012年至2023年的年降水量统计数据,北京年降水量总体呈波动状态,未出现明显上升或下降趋势。但从日降水量数据来看,2018年至2023年,暴雨天气的出现频率有所增加。“这对文物保护最直观的影响是增加了建筑渗水、地面积水以及排水沟堵塞的概率,还会引起砖石建筑结构病害,木构糟朽、油饰彩画脱落,假山渗水、构件松动等问题。”狄雅静介绍。

受降水影响,故宫木构槽朽、油饰彩画脱落。 狄雅静供图

强风天气对文物造成的影响正在逐渐增大。北京2013年至2022年的风力统计数据显示,20米/秒的风速在2020年前极少出现,而在近些年却频繁出现,引发文物建筑墙皮脱落、室内文物油饰剥落、木构歪闪等问题。

受大风影响,故宫墙皮脱落。 狄雅静供图

历经千百年留存至今的古建筑,最大的安全风险之一来自雷电。与“人祸”相比,雷击引发古建筑火灾往往就在一瞬间,雷电灾害也因此被人们称为“古建筑杀手”。狄雅静介绍,故宫太和殿、中和殿、保和殿等许多重要建筑都遭受过雷击的破坏。好在,北京中轴线上包括故宫在内的许多重要古建筑都采取了完善的防雷措施——安装防雷装置,包括防直击雷和防感应雷装置,有效减少了雷击带来的破坏。

故宫的气象灾害应对主要包含四个环节,即及时获取气象预警信息—灾前充分准备—灾中实时报警、跟踪研判与措施应对—灾后损失分析与策略调整。其中,前三个环节与气象部门紧密相关。

今年4月,北京出现极端大风天气。“4月11日至13日,故宫经历了一场北京有气象记录以来,风力最大、持续时间最长以及损伤最严重的风灾。”狄雅静说。

在此次过程中,市气象台提前38小时发布大风橙色预警信息,故宫工作人员于4月9日获取预警信息。狄雅静回忆,收到预警信息后,故宫决策部门围绕“闭不闭馆?”“闭馆多久?”“如何保障游客和建筑、树木安全?”等问题展开研判与决策。这场极端大风不仅影响着数万人的行程安排,也对故宫的安全构成威胁。

在大风来临前,故宫启动了气象灾害应对机制,开展环境质量监测系统检查,确定工作方案,并进行文物损伤、高空坠物、设备设施损坏、人员安全、舆情风险等发生的可能性分析,针对重点防范区域开展分类预防,如对文物建筑和室外陈设、古树名木、施工脚手架等进行了紧急加固,清理室外杂物,苫盖施工工地,准备应急发电设施、撤离易发生危险区域的工作人员等;在大风影响过程中,故宫持续进行数据跟踪,与气象部门保持密切联系,掌握风力风向情况,并开展应对研判,及时根据建筑受影响情况调整开放措施;在开馆后,根据风险评估结论重新规划了游客路线,以保障游客安全参观。

大风天气的成功应对,离不开北京气象部门建成全国领先的高影响天气三维立体监测系统,将近地面站网间距缩短至2.2公里,为“捕风”提供关键支撑。

“气象信息与数据在遗产管理与灾害应对中发挥了极为重要的作用。”狄雅静说,未来,世界遗产地需在系统研究的基础上建立良好的协同机制,全面提高气象预警信息推送的信息化水平。

专家观点:

气象信息助力文化遗产保护

不良的气象条件和自然灾害是导致文化遗产自然劣化和损伤的主要风险源。温度、湿度、风向、风速、降水、辐射的变化,通过热裂、冻融、盐类结晶、氧化等物理化学反应,导致文化遗产表面材料性状改变、结构构件强度降低、生态系统失调,而雷击、气候变化引起的病虫害扩散,也会对文化遗产本体造成损伤,并破坏其周边环境,进而影响其价值的延续。自工业革命以来,随着大量煤炭、石油等化石燃料的使用,大气中温室气体的浓度显著上升,气候变化对文化遗产的影响日益加剧。如何在气候变化中采取有效措施对文化遗产进行风险防范,已成为近年文化遗产预防性保护的热点问题。

气象信息的及时推送、全面共享,是文化遗产预防性保护体系建立的强大助力,对于文化遗产的防灾减灾、灾后重建、低碳减排等工作意义重大。

从常态研究来看,气温、风、湿度、降水等气象要素的监测数据,是文化遗产本体损伤风险等级评定、风险溯源研究、气象数据变化相关应急预案制定的关键信息。基于多年气象数据与遗产本体损伤的关联分析,可总结二者数据变化的关联规律,科学设定各类气象要素变化影响下的预警与报警阈值,以触发保护管理措施实施。

从气象灾害应对来看,灾害预警、报警信息的及时获知,是遗产地降低灾害损失的重要举措。气象灾害预警信息的发布与专项推送,可在灾前提醒遗产地及时进行遗产本体与保护设施的检查与加固、应急物资储备、人员调配、观众参观调整等准备工作。灾害中的气象数据跟踪监测、气象专家团队的灾害走向研判对于遗产地的管理预案启动、开放措施的动态调整起到关键作用。

未来,气象与文物保护、遗产管理等相关部门和机构需要建立更加便捷、准确的气象信息共享和联合研究机制,提升数据推送的信息化、智能化水平,从系统视角全面分析气候变化对文化遗产的影响,评估其未来趋势,从而实现对文化遗产风险的科学防控。

(作者:狄雅静,故宫博物院故宫世界遗产监测部主任)

故宫博物院百年

编辑:丰家卫

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