气候变化与城市

气候变化与城市（Climate change and cities）两者间有密切的关系。城市是对产生影响的最大来源，也可能有最好的机会经此来解决气候变化问题。城市也是人类社会中最易受到气候变化影响的地方之一，也可能是经此解决问题后，即可大幅降低对环境影响的所在。世界上有超过一半的人口居住在城市里，他们消费的食品和商品中大部分产自城市以外地区。城市人口增长是造成空气品质问题的主要因素之一。迄2016年，全球有31个超级大城市（各居住至少1,000万人），其中有8个超过2,000万人。根据联合国的预测，世界到2050年会有68%的人口居住在城市内，城市会对建筑和交通产生重大影响，而这两者均为温室气体排放的大型来源。此外，由于城市将在未来几十年内因气候冲突（参见气候安全#Conflicts）和环境难民而导致有更多贫困人口往城市中聚集（参见气候变化与贫困），会对城市基础设施造成压力。
由于密集的城市建筑及如城市热岛效应等因素，气候变化会对城市造成重大影响，把大都市区既有的空气污染、水资源短缺、和热病等问题加剧。研究显示如果人体温度超过39°C，经过一段时间就会发生严重的中暑。气候变化引起的极端天气状况包括有极端洪水、暴风雪、冰风暴、热浪、干旱和飓风等有破坏性，甚至是致命的灾害。研究显示自1960年代起，热浪发生的机率增加3倍，而且更为强烈。根据世界卫生组织（WHO），热浪在1998年到2017年之间已夺走超过166,000人的性命。此外，由于大多数城市都建在河边或是沿海地区，更容易受到海平面上升的影响，海平面上升会造成洪水和海岸侵蚀，这类影响与城市的其他环境问题（例如地层下陷和地下水补给不足）密切相关，。
根据城市联盟发布的报告称，城市中由消费所产生的排放比由生产所产生的排放会产生更大的影响（参见#Greenhouse gas emissions accounting）。报告估计城市内与商品相关的排放有85%是在城市以外所产生。城市在和的投资，对于减少这类超大型温室气体排放者有非常重要的影响：例如因建物集中而能把土地重新分配（用于农业和进行林地复育）、提高运输效率和兴建绿色建筑（很大程度上是减缓混凝土对环境的影响及在和方面的改善）。不久之前，加速城市化也被当作是种具有降低全球碳排放的功能，主因是城市化带来推动可持续发展的技术实力。当时具有能高度解决气候变化方案的清单往往会包括例如 - 建议几项主要的城市投资，包括改善自行车基础设施、、区域供暖、大众运输、和可步行性等方案。有很多城市把道路涂成白色来减少城市热岛效应。在美国凤凰城，经过涂装的道路比没涂装的温度会降低约12°F。
正因如此，已有国际社会组成城市联盟（如C40城市气候领导小组和地方政府永续发展理事会（ICLEI）），并制定政策目标（如，“可持续城市和社区”），以激活和关注这些解决方案。但迄2022年，目标进度出现恶化。在撒哈拉以南非洲、拉丁美洲和加勒比以及太平洋岛国方面的城市及居住地的改善进展有限。中亚和南亚以及东亚和东南亚则有尚可的进步。而在已开发国家则已达成。
排放.
居住于城市的人口占世界的一半，消耗达世界3分之2的能源和70%的自然资源，因使用能源而排放的二氧化碳占全球70%以上。城市和地区也特别容易受到与气候变化相关的危害和污染。气候产生的风险和污染尤会对穷人造成​​极高比率比例的危害，把不平等差距扩大。由于居住在城市的人口众多，随气候变化，能源使用量也随之增加。其中之一是为空调，气候变化伴随更高的气温，许多人将需用更多的空调来降温。虽然越来越多的人生活在城市中，但城市实际上会比农村排放较少的碳，原因为平均房屋面积较小，使用较多的丙烷作为燃料，消耗较少的运输用燃料，以及更多的人共享公共空间（例如洗衣间和厨房）。虽然城市会产生一些问题，但重要的是要认识到人口密集会产生较少的碳排放，而对气候变化有益。 
关于计算城市碳排放量会有挑战性，因为在其范围内所生产的商品和服务除在当地消费，也会运往它处。相反的，城区居民也输入商品和服务以供消费。为避免把排放量重复计算，应明确标记排放的地点：生产地点或消费地点。把全球漫长的生产链列入考虑，情况会变得复杂。此外，可再生能源系统和电动汽车电池所需的大规模原材料开采/提炼，所蕴含的能量和消耗也展现出其自身的复杂性，在使用现场发生的局部性排放可能非常小，但产品整个生命周期的排放却很巨大。
研究领域.
当国际社会越来越意识到气候变化的潜在影响，针对城市和气候变化的研究于1990年代开始发轫。两位英国城市研究学者 - 迈克尔·赫伯特 (Michael Hebbert) 和弗拉基米尔·扬科维奇 (Vladmir Jankovic) 认为这一研究领域早在1950年代，在对城市发展和生活对环境影响的大量研究中即已开始。从那时起，研究显示气候变化与可持续城市化之间具有关系：城市就业增加，可减少贫困，并提高效率。
哥伦比亚大学的城市气候变化研究网络发布过两项国际评估。其第一份(ARC3.1) 于2011年发表，第二份 (ARC3.2) 于2018年发表。这些论文所做的学术总结，与联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）涉及的领域类似。截至2020年，第三份报告仍在撰写中。
城市作为实验场所.
城市是很好的研究对象，因为可对其大量投资，进行大规模实验，经调整后可在别处利用（例如美国加利福尼亚州圣地牙哥的先进城市规划计划，可移往美国其他城市应用）。多位学者以不同方式处理这类问题，使用“城市实验室”环境来测试各式不同的做法。例如在一本名为《无碳后的生活（Life After Carbon）》的书中</ref>就提出有许多充当“城市气候创新实验室”的城市（如墨尔本和哥本哈根）。这些作为实验室的城市，通过观察温室效应对屋顶、行道树和城市环境中其他变量的影响，提供一种有效的检测方法。通过这种观察城市热浪效应的方式，可提供一种为未来城市解决热效应问题的方案。
健康影响.
据观察，气候变化已对居住于城市的人类健康和生计造成影响。在城市中人口密度高的低收入和中等收入社区，由于此类居民缺乏对气候变化对健康影响的了解，气候变化会降低居住环境品质，影响到他们的健康。在城市中，多种气候和非气候灾害都会产生影响，加剧健康上的损害。由于多种因素加总会加剧气候变化，造成热浪在城市中愈演愈烈。随著热浪不断升高城市温度，而引发许多疾病，例如中暑或是热痉挛。气温上升也改变蚊虫的分布，增加传染病发病率。除传染病和热浪，气候变化还会因海平面上升而造成洪水、干旱和风暴等自然灾害。它还对那些患有新冠肺炎、哮喘和其他疾病的人造成更大的伤害。城市环境对人类健康的影响中，对那些经济和社会边缘的居民会更深远。
城市韧性.
政府间气候变化专门委员会把韧性定义为“社会或生态系统在保持相同的基本结构和运作方式的同时，其吸收干扰的能力、自我组织的能力以及调适压力和环境的能力”。城市韧性理论中强调的最重要概念之一是城市系统需要提高其吸收环境干扰的能力。Stephen Tyler和Marcus Moench两位研究人员提出的城市韧性框架，专注于三个普遍要素，均适于在世界各处规划时采用。
第一个要素侧重于“系统”或嵌入城市系统中的实体基础设施。城市韧性的一个关键问题与维护支持系统的想法有关，而反过来支持系统又为城市的人口提供补给和交换网络。这些系统既涉及城市的实体基础设施，也涉及城市内部或周围的生态系统以提供基本服务，如粮食生产、防洪或地表径流管理。 例如城市生活中必需的电力供应，同时依靠发电厂、电网和远处水库的运作。如果这些核心系统故障，会危及城市居民的福祉，面对当前的环境干扰，维持这些系统的正常运作至关重要。为实现这样的目的，需要这些系统具有韧性。让系统致力于“确保功能而持续运作，并能通过系统链接而恢复运作”，不论是否出现故障或是操作问题。确保这些重要系统的运作是在出现“失效安全”时，仍存有和维持灵活性来达成。韧性系统通过确保关键功能的分散布置，而不会全部同时受到影响，来达到灵活性，此种安排通常被称为空间多样性，同时有多种方法来满足给定的需求，通常也被称为。失效安全在维护系统功能时也具有关键作用，这类系统甚至可吸收超过设计阈值的突然冲击，而仍能维持运作。环境干扰肯定会强大到威胁这些系统的灵巧性，因此具有失效安全的能力显然有其必要。
此外，这些系统的另一重要功能是反弹能力。在城市受到气候事件影响的情况下，恢复或“反弹”的能力非常重要。事实上，对于大多数城市灾难的研究，城市韧性通常被定义为“城市从破坏中恢复的能力”。这种城市系统反弹能力的想法也根植于具有同一主题的政府文献中。例如，美国前政府首任情报和安全协调员将城市韧性描述为“吸收冲击并恢复正常运作的能力，或者至少有足够的韧性来防止……系统崩溃”。牢记这些韧性引述，它已是，并且应该继续是城市气候恢复力框架的重要成分。其他理论家对这种反弹想法提出批评，认为这是保有维持现状的做法，而该提倡“向前反弹”的概念，促使系统进化和改进。
城市气候韧性的下一个（第三）要素侧重于城市中心的社会代理人（也称为社会行动者）。许多此类代理人都依存于城市，因此他们具有共同利益，所以会努力保护和维护他们居住的城市。这些代理人具有深思熟虑和理性决策的能力，在气候韧性理论中有重要的作用。人们不能忽视地方政府和社区组织的作用，它们会被迫在组织和提供关键服务和计划方面做出重要决策，以应对气候变化的急切影响。也许最重要的是这些社会代理人必须提高他们在“足智多谋和反应功能”的能力。反应功能指的是这些代理人的组织和再组能力，以及针对破坏性事件做预测和应变计划的能力。足智多谋是指代理人调动各种资产和资源，然后采取行动的能力。当反应功能和足智多谋能同时有效运作，城市就有能力在气候变化时更能保护自己。
地区和国家差异.
世界不同地区的城市面对气候变化有不同、独特的挑战和机遇。但其中一个关联因素是它们会不可避免地坚持“由城市化和工业化主导全球的模式”，而往往会催化“大规模改变水文和生物地球化学过程的驱动因素”。在亚洲、非洲和南美洲等地区，城市化和工业化模式尤为明显，这些地区目前被认为正在经历人口和经济实力的快速变化。从2020年代开始，全球许多城市开始设置职位，以组织和管理用于抵消城市热岛效应的工作。
非洲.
目前非洲的城市化速度比任何其他大陆都快，估计到2030年，将有超过10亿非洲人居住在城市中。这种快速的城市化，加上气候变化带来的许多相互关联和复杂的挑战，对非洲的可持续发展构成重大障碍。这种都市计划中的大部分是非正式的，城市居民通常居住在城市郊区的和贫民窟。这种现象显示出在低收入国家，提高基础设施的可持续性是重要的目标。最近的一项研究发现在“人均年收入低于15,000美元（按2011年够买力平价调整后的美元）的国家中，一般而言，碳定价具有累进分配效应”，而“碳定价在收入相对较高的国家往往呈倒退分配的趋势”，表明碳税和变动碳定价会激励政府转向绿色能源，作为发展城市周边地区的基准能源消耗方法。虽然人们从积极的角度看待城市化，但它对正在城市化的人可能产生负面影响。非洲城市面临多种气候威胁，包括洪水、干旱、缺水、海平面上升、热浪、风暴和飓风，以及缺乏粮食安全，加上洪水和干旱引起的霍乱和疟疾等疾病爆发的影响。
气候对农村地区的影响，如沙漠化、生物多样性丧失、土壤侵蚀和农业生产力下降，也推动贫困农村社区人们往城市迁移。为在非洲和其他地方的城市实现可持续发展和气候调适力，重要的是要考虑让这些城乡相互联系。 人们越来越关注城市周边地区在城市气候恢复力方面的重要作用，特别是这些地区提供的生态系服务，这些服务在撒哈拉以南非洲地区正迅速恶化中。城市周边生态系统可提供控制洪水、减少城市热岛效应、净化空气和水、支持粮食供应和以及废弃物管理等功能。
亚洲.
中国.
中国目前是世界上增长最快的工业经济体之一，快速城市化也同样也受到气候变化影响。中国土地幅员广大，城市化最突出的地区位于长江三角洲（长三角），此地区在中国经济社会发展中发挥重要作用。中国的城市化不仅与其经济体系密切相关，并与社会密切相关，而让减缓气候变化的工作不仅仅是项基础建设的问题。
数据显示“中国高行政级别城市比普通地方级市更具适应性、低脆弱性且具有高准备度。”中国人口大规模向长三角迁移和集聚，城市化进展迅速。中国东部沿海城市建设因人口压力而盲目扩张，其结果将不利于城市气候治理。
史上的数据显示“气候变化持续塑造三角洲及其社会经济发展”，这类地区的社会经济发展“塑造出的地理和建筑环境并不适应未来的气候改变”。因此有人指出，长三角“必须采取减缓和调适气候变化的政策和方案”，特别是为减少长三角地理特有的气候威胁及影响的政策。这包括该地区目前进行中减轻洪水灾害，和促进当地高效利用能源的基础设施。
中国有项针对北方旱地的国家级政策分析，提出“可持续城市景观规划 (SULP)”的概念，具体目标是“避免占用重要的自然栖息地和走廊带、主要农田和泛滥平原”。研究显示采取SULP可“有效管理气候变化对水资源的影响，并减少水资源不足的压力”，不仅对中国北方的实验模型有效，也对“世界各地的旱地”有效。
南亚.
南亚的城市人口在2001年至2011年间增加1.3亿 - 超过日本的总人口 - 到2030年将增加近2.5亿。但是南亚城市化的特点是充满高贫困、贫民窟、污染和拥挤。至少有1.3亿南亚人 - 比墨西哥的总人口还多 - 生活在非正式的城市居住区，其特点是建筑简陋、土地使用权不确定和服务不足。 虽然南亚是个水资源丰富的地区，但气候预测模型显示到2050年，当地人口中有0.52至1.46亿人可能会因气候变化而面临更严重的水资源短缺，在全球缺水人口的占比为18%。城市供水在南亚尤其情况严重，因为此地是世界贫困人口（每天生活费不足1.25美元）中的40%，和世界营养不良人口中的35%所居住之地。 
对邻接喜玛拉雅山脉的印度和尼泊尔的几个选定城市所进行的一项研究发现，当地均无健全的水资源规划和治理体系来应对快速城市化和气候变化带来的水资源挑战。孟加拉国第三大城市库尔纳也面临许多与水资源不安全有关的问题。随著海平面因气候变化而开始上升，海水带来的盐分将向内陆方向移动，减少库尔纳居民可用的饮用水。此城市已制定改善城市水质的计划，但又因此会减少非正式城市居住地区的水资源供应。截至最近，这个城市的人仅能用到极其少量的水，特别是在灌溉作物方面。
北美洲和南美洲.
巴西.
最近的研究也描绘出城市化对南美洲当地和跨国间气候产生的风险，包含像巴西，一个世界上人口众多，也是亚马逊雨林主要所在的国家。联合国开发计划署强调亚马逊雨林因有深厚的捕获二氧化碳功能，在“全球气候系统中具有关键的功能”。 联合国研究显示巴西的气候与雨林的健康息息相关，目前的砍伐森林做法被认为会对雨林，针对极端气候变化的“自然适应能力”产生不利影响，而让巴西容易受到预期的温度升高和降雨模式波动的影响。ref name=":52" />更具体而言，如果全球变暖继续按照目前的路径发展，又无制定大规模的缓解战略，目前预测的全球平均温度升高2°C，而巴西境内亚马逊地区周边的升温可能会达到4°C。其余国家的快速城市化也将导致更高的资源需求，包括进一步砍伐亚马逊森林来取得。人类持续失去亚马逊森林的树木，将不可避免会产生更多的气候问题。
巴西的气候变化问题并非单独因城市化所产生，当地气候变化是个根植于社会经济背景的问题。由美国国家森林局赞助的因素分析和多层次回归模型显示，整个巴西，“明白预示由于当地城市中收入不平等，是升高洪水风险的关键因素”。
未来巴西气候的影响可能会发生变化，因为巴西在其中已承诺到2025年，该国的温室气体排放将其比2005年的水平降低37%。此承诺可能会成为巴西城市中的一个挑战，因为目前全国有86%的人口居住在城市地区，这一比例到2050年可能会增加到92%。由于巴西是亚马逊雨林的所在，而巴西的森林砍伐率一直很高。巴西的森林砍伐在2004年处于高峰期，有2.777万平方公里的森林被摧毁，而在2012年只有4.57千平方公里遭到摧毁，之后逐渐攀升，在2021年则达到1.304万平方公里。
美国.
美国是世界上最大的工业化国家之一，也存在与气候变化相关的基础设施不足问题。以对拉斯维加斯拓扑学的研究作指标。在创建当地在1900年（假设的）、1992年和2006年的三张不同土地利用/土地覆盖图（或称LULC地图）的研究发现，“拉斯维加斯经城市化后，在夜间发生典型的城市热岛作用，而在白天有轻微降温趋势。” 除城市的温度变化外，还发现当地增建摩天大楼/密集建筑所导致的“表面粗糙度增加”，而“具有机械效应，会减缓市区上空的风场流动”。美国高度工业化的城市如洛杉矶，由于城市中数百万人移动需要大量的交通运输，因此造成大量温室气体排放。这种非自然的现象进一步证明城市化会在当地气候方面有其作用，研究人员承认需对此领域进行更多研究。
美国城市在投资气候创新方面发挥重要作用。城市的地方气候政策通常会于州或联邦政府推行更大的政策之前出台。例如，在之后，有个组成一个城市联盟。一项在2020年对美国城市的研究发现，迄2017年，美国最大的100个城市中有45个做出承诺，让美国到2020年的排放量减少6%。
清洁空气法案.
美国《》于1963年通过，目的为在国家层面上控制空气品质，研究显示自法案颁布以来，“美国的平均污染物湿沉降数量……随著时间的推移而有所下降”。即便如此，同样的研究也显示在雨、雪和雾中的化学污染物含量，所测到的是“在所有地点都遵循指数型机率密度函数而变化”。这一发现显示降雨模式中的所谓变率，可能是该项研究的驱动因素，并非政策变化带来的明显结果。在此背景下，清洁空气法案虽然有益，但其本身并不能作为美国气候政策往前发展的唯一逻辑依据。
市长国家气候行动议程.
本节摘自《市长国家气候行动议程》。
市长国家气候行动议程Mayors National Climate Action Agenda，或称Climate Mayors），是一群美国市长组成的协会，其既定目标是减少温室气体排放。该组织由第42任洛杉矶市长艾瑞克·贾西迪、前休斯顿市长安妮斯·帕克和前费城市长创立，此团体包含有435个城市和近20%的美国人口。
此组织成立于2014年，由克林顿全球倡议（Clinton Global Initiative ）提供100万美元的创立资金，以支持创始市长在2015年《巴黎协定》签署之前，组织城市参与工作。
该组织已表示，纵然美国退出巴黎协定，他们仍会致力于维护巴黎协定所制订的排放目标。
国际政策.
几个主要的国际城市社群和政策也已成立，促使更多城市加入气候变化减缓行动。
C40.
本节摘自C40城市气候领导小组。
C40城市气候领导小组由全球96个城市组成，代表世界人口的12分之1，和全球经济的4分之1。这个组织由城市创建和领导，专注于应对气候变化危机和推动减少温室气体排放和气候变化所产生的影响，同时又增加城市居民的健康、福祉和经济机会。
伦敦市长萨迪克·汗从2021年起担任C40主席，纽约市前市长麦克·彭博担任董事会主席，马克·瓦兹（Mark Watts）担任执行董事。这3位与13名成员组成的指导委员会、董事会及专业人员密切合作。由C40市长组成的轮值指导委员会提供战略方向和治理。指导委员会成员包括：伦敦、自由城、巴塞隆那、凤凰城 (亚利桑那州)、达卡、东京、布宜诺斯艾利斯、波哥大、阿比尚、蒙特利尔、米兰和香港的市长。
C40跨多个部门和倡议领域开展工作，召集城市网络，提供一系列服务以支持他们的工作，包括：直接技术援助、促进点对点交流和研究以及知识管理和交流。 C40还将城市定位为全球气候变化减缓行动的主导力量，明确并强化对国家政府的呼吁，要求其在创造可持续未来方面提供更多支持和自主权。
SDG 11：可持续城市和社区.
本节摘自可持续发展目标11。
可持续发展目标11（SDG 11或Global Goal 11），目标名称为“可持续城市和社区”，是联合国大会于2015年制定的17个可持续发展目标之一。SDG 11的官方使命是“让城市具有包容性、安全性、弹性和可持续性”。17个可持续发展目标也考虑到任一领域的行动也会影响到其他领域，发展必须在社会、经济和环境的可持续性间达到平衡。
SDG 11设定10个需要实现的具体目标，经由15个指标进行衡量。7项成果目标包括安全和可负担的住房、可负担和可持续交通系统、包容和可持续的城市化、保护世界文化遗产和自然遗产、减少自然灾害的不利影响、减少城市对环境的影响以及提供安全和包容的绿色和公共空间。达成目标的三种手段包括强有力的国家和区域发展规划、实施包容性政策、资源效率和减少灾害风险，以支持最最低度开发国家兴建可持续和有韧度的建筑。
目前全球有39亿人（世界人口的一半）居住在城市中。预计到2030年将有50亿人在城市居住。世界各地的城市面积仅占地球陆地面积的3%，却占有60-80%的能源消耗和75%的碳排放。城市要满足未来不断增长的需求，其生存能力和安全性均面临著严峻挑战。
全球气候与能源市长联盟.
本节摘自《全球气候与能源市长联盟》。
全球气候与能源市长联盟于2016年成立，正式将市长合作联盟（Compact of Mayors）和欧盟的市长联盟结合在一起。它是一个由城市领导人组成的全球联盟，通过承诺减少温室气体排放和为未来气候变化影响做准备。此联盟强调城市的气候影响，同时也衡量其相对风险水平和碳污染。市长合作联盟的目的在表明城市气候减缓行动中，在地方层面和世界层面的重要性。此联盟于2014年由当时联合国秘书长潘基文和前纽约市长、联合国城市与气候变化问题特使麦克·彭博发起。此联盟代表全球城市网络如C40城市气候领导小组 (C40)、地方政府永续发展理事会（ICLEI）、 (UCLG) 以及联合国人居署联合，为应对气候变化而努力。全球已有428个城市承诺加入市长合作联盟。成员城市人口加总超过3.76 亿，占全球人口的5.19%。