萊陽(yáng)市各月氣候舒適度特征分析

■宋波 范慶東

（萊陽(yáng)市氣象局山東萊陽(yáng)265200）

萊陽(yáng)市各月氣候舒適度特征分析

■宋波 范慶東

（萊陽(yáng)市氣象局山東萊陽(yáng)265200）

人體氣候舒適度研究對(duì)于提高人們生活質(zhì)量，搞好環(huán)境氣象評(píng)價(jià)具有重要意義。本文采用萊陽(yáng)市氣象局1981-2010年共30年常規(guī)氣象資料，從影響人體舒適度基本4要素（氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、日照）入手，利用綜合模糊評(píng)價(jià)方法對(duì)各月氣候舒適性進(jìn)行評(píng)判分析；用指數(shù)計(jì)算法對(duì)氣候舒適性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，從而分析萊陽(yáng)市各月氣候舒適度特征，以期為當(dāng)?shù)氐某鞘幸?guī)劃、環(huán)境氣象服務(wù)提供理論支持。

氣候舒適度氣候概況指數(shù)研究

0　引言

氣候舒適度是指健康人群在無(wú)需借助任何防寒、避暑裝備和設(shè)施情況下對(duì)氣溫、濕度、風(fēng)速和日照等氣候因子感覺的適宜程度［1］，是各種氣象要素綜合作用的結(jié)果。人體舒適度在氣象服務(wù)中具有重要的地位，是建立環(huán)境氣象服務(wù)的重要方面，對(duì)人體舒適度進(jìn)行深入研究，對(duì)于提高人們生活質(zhì)量，搞好環(huán)境氣象評(píng)價(jià)具有重要意義［2］，開展氣候舒適度評(píng)價(jià)具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

本文分析了萊陽(yáng)市1981-2010共30年氣候舒適度資源，對(duì)人體舒適度指數(shù)進(jìn)行了研究，從而獲得當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源規(guī)律，為人們更好地生活、為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展及氣象部門開展環(huán)境氣象服務(wù)提供有力的理論及技術(shù)支持。

1　氣候資源分析

萊陽(yáng)市位于山東省東部，膠東半島中部，地處北溫帶東亞季風(fēng)區(qū)，屬大陸季風(fēng)型半濕潤(rùn)性氣候，具有四季分明、光照充足、降雨適中的氣候特點(diǎn)，春季

溫暖多風(fēng)，夏季濕熱多雨，秋季晝暖夜涼，冬季寒冷干燥。針對(duì)萊陽(yáng)市的氣候特點(diǎn)，利用萊陽(yáng)市1981-2010年的氣象資料，對(duì)人體舒適度影響較敏感的氣溫、濕度、風(fēng)、日照等氣候要素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.1氣溫

有專家研究表明，人體感覺最舒適的氣候基準(zhǔn)溫度是16-25℃。［3］萊陽(yáng)市年平均氣溫為11.8℃，歷年極端最高氣溫為40.0℃，最低氣溫為-20.5℃。最冷是1月，平均氣溫為-2.9℃，最熱是7月，平均氣溫為25.4℃。日最高氣溫≥35℃高溫日數(shù)平均為0.7d，主要出現(xiàn)在6—8月份，最多是7月份，平均為0.5 d，日最低氣溫≤-10℃低溫日數(shù)平均為6.3 d，主要出現(xiàn)在12—3月，1月份最多，平均為3.4d。5月、9月及8月大部分時(shí)間平均氣溫處于舒適的氣候范圍內(nèi)，是人體感覺舒適期，4月及10月的大部分時(shí)間氣溫較涼爽，是較舒適期，冬季12月-2月天氣寒冷，夏季的7月和8月的部分時(shí)間天氣炎熱，人體感覺皆不舒適。

1.2相對(duì)濕度

實(shí)驗(yàn)表明，氣溫適中時(shí)，空氣濕度對(duì)人體的影響并不顯著，在氣溫較高或較低時(shí)影響顯著，空氣相對(duì)濕度在60%～70%時(shí)是最適宜于人體健康的，當(dāng)相對(duì)濕度超過(guò)80%時(shí)，高溫高濕影響人體汗液的蒸發(fā)，肌體的熱平衡受到破壞，使人感到悶熱不適，并隨溫度的升高更趨明顯。［4］

萊陽(yáng)市年平均相對(duì)濕度為71%，各月平均在60%～83%之間，3月份最小，為60%，8月份最大，為83%，除7—8月份濕度較高，人體感覺不舒適外，其余月份均較舒適。

1.3風(fēng)速

風(fēng)力對(duì)人體的熱平衡有直接的影響，流動(dòng)的空氣作用于人體皮膚，有利于人體和空氣的熱量交換，增加對(duì)流和汗液蒸發(fā)，因此熱天時(shí)風(fēng)能給人舒適感，冷天則會(huì)加劇不舒適感。［5］

萊陽(yáng)市年平均風(fēng)速為2.8m/s，各月平均風(fēng)速在2.0～3.6m/s之間，冬季平均在2.7m/s，春季平均為3.4m/s，夏季、秋季平均為2.3 m/s，最大出現(xiàn)在4月，平均為3.6m/s，最小出現(xiàn)在9月，為2.0m/s。歷年最大風(fēng)力≥12.0m/s的大風(fēng)日數(shù)平均為6.3d，4月份最多，為1.2 d。對(duì)人體舒適造成不利影響的大風(fēng)屬于小概率事件，總之四季風(fēng)速不大，對(duì)人體舒適性并無(wú)不利影響。

1.4日照

太陽(yáng)輻射在寒冷季節(jié)能給人以溫暖的舒適感，但在炎熱的季節(jié)使人感覺灼熱難耐。充足的陽(yáng)光刺激，能使神經(jīng)系統(tǒng)保持興奮，感覺精神愉快，缺少陽(yáng)光照射時(shí)則容易精神抑郁，萎靡不振，情緒低落。

適度的日照是人體感覺舒適的重要條件之一，萊陽(yáng)市年平均日照總時(shí)數(shù)為2609.5 h，日平均為7.1 h，平均日照百分率為59%，10月份最大，為64%，7月份最小，為46%。春季陽(yáng)光明媚，秋季天高云淡，冬季晴朗少雨，陽(yáng)光為寒冷的冬日帶來(lái)溫暖，夏季陰雨天氣多，降低了陽(yáng)光直射對(duì)人體的傷害，因此萊陽(yáng)市使人體舒適的日照條件全年良好。

2　各月氣候舒適度指數(shù)分析

2.1氣候舒適度計(jì)算方法

氣候舒適度的研究起源于國(guó)外，從20世紀(jì)20年代以儀器直接測(cè)定結(jié)果作為評(píng)價(jià)依據(jù)的起始階段，到采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行舒適度評(píng)價(jià)的初級(jí)階段，再到上世紀(jì)60年代以人體熱平衡為基礎(chǔ)的機(jī)理模型時(shí)代，國(guó)外對(duì)人體舒適度的研究不斷全面和完善，以溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、有效溫度指數(shù)的研究應(yīng)用最為廣泛。［6］

國(guó)內(nèi)人體舒適度的研究起步于20世紀(jì)80年代［6］。學(xué)者們根據(jù)各地的實(shí)際情況建立了各種適合于本地實(shí)際的舒適指數(shù)計(jì)算方法和指標(biāo)。如范正業(yè)等綜合運(yùn)用溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)測(cè)算中國(guó)海濱旅游地氣候適宜性。［7］

通過(guò)綜合參考比較，本人嘗試用溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)計(jì)算法對(duì)萊陽(yáng)市的氣候舒適度進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

溫濕指數(shù)［8］THI指人們對(duì)周圍空氣溫度及濕度的感覺程度，計(jì)算公式表示為：

風(fēng)效指數(shù)［7］（K）是指人體皮膚在不同氣溫及風(fēng)速組合下對(duì)冷暖風(fēng)效的感受，是風(fēng)速和環(huán)境溫度對(duì)人體舒適感覺的一個(gè)指數(shù)，正值為吸熱，負(fù)值為散熱，其計(jì)算公式為：

式中：t為氣溫（℃），f為相對(duì)濕度（%），v為平均風(fēng)速（m/s），s為日照時(shí)數(shù)（h/d）。

2.2各月溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)分析

根據(jù)（1）、（2）式，以及萊陽(yáng)市1981—2010年月平均氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、日照等氣象要素，計(jì)算各月的溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)，對(duì)照人體生理氣候評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)表［9］（見表3），分別確定出THI和K對(duì)應(yīng)的感覺程度，結(jié)果見表2。

2.2.1溫濕指數(shù)分析

從表2可以發(fā)現(xiàn)，①一年中各月溫濕指數(shù)變化大。1月份溫濕指數(shù)最低，1月-7月溫濕指數(shù)呈上升趨勢(shì)，7月份，溫濕指數(shù)達(dá)到一年中的最大值，7月到12月呈下降趨勢(shì)，其中，3月-5月和9月-11月溫濕指數(shù)變化較大，前者上升幅度為18.2，后者下降幅度為21.7。②1月-6月氣候舒適度升高，5月氣候由較不舒適轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m，7月-8月是不舒適和較不舒適月份，9月氣候轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m，9月和10月均屬于舒適月份，11月氣候由舒適轉(zhuǎn)為不舒適，11月到12月均屬不舒適和極不舒適月份③12月-2月、7月和8月溫濕指數(shù)變化較小，前者屬于極冷極不舒適氣候，后者是悶熱不舒適和偏熱較不舒適。

2.2.2風(fēng)效指數(shù)分析

從表2可發(fā)現(xiàn)，①一年中風(fēng)效指數(shù)都是負(fù)值，說(shuō)明人體處于散熱狀態(tài)，這也是人體維持正常新陳代謝的基礎(chǔ)。②各月風(fēng)效指數(shù)存在較大變化。1月份風(fēng)效指數(shù)最低，1月-8月風(fēng)效指數(shù)呈上升趨勢(shì)，8月份，風(fēng)效指數(shù)達(dá)到一年中的最大值，8月到12月風(fēng)效指數(shù)呈下降趨勢(shì)，其中，2月-4月和9月-11月風(fēng)效指數(shù)變化較大，前者下降幅度為338，后者上升幅度為369。②1月-3月氣候舒適度升高，2月氣候由較不舒適轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m，7月-8月是偏熱較不舒適月份，9月氣候轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m，9月到12月屬于舒適月份，③7月和8月風(fēng)效指數(shù)變化較小，是悶熱不舒適和偏熱較不舒適，4月-5月和10月11月是舒適月份。

3　各月氣候舒適度及變化特點(diǎn)

根據(jù)（1）、（2）式，利用萊陽(yáng)國(guó)家氣象站1981—2010年共30年每日的平均氣溫、平均相對(duì)速度、平均風(fēng)速和日照，計(jì)算每日的溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)，對(duì)照人體生理氣候評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)表，分別確定出THI和K對(duì)應(yīng)的感覺程度，根據(jù)AA、AB、bA為非常舒適，BB、cA為舒適，BC、cb為較舒適的分級(jí)原則［9］，確定每日的舒適度等級(jí)，得到每月的各級(jí)舒適日數(shù)。

1981-2010年月平均氣候舒適日：

表4是根據(jù)溫濕指數(shù)及風(fēng)效指數(shù)確定的30年間各月平均非常舒適、舒適及較舒適日天數(shù)，直觀地顯示了30年間月平均各級(jí)舒適日的數(shù)量及各自隨時(shí)間的年內(nèi)變化情況。①月平均非常舒適日波動(dòng)很大，有2個(gè)高峰區(qū)，是5月和9月到10月，最多的5月和9月分別達(dá)到了14.4天和8.2天，2個(gè)低谷區(qū)則出現(xiàn)在7月-8月和12月-3月，均不足1天。②月舒適日數(shù)波動(dòng)較大，高峰區(qū)是3-4月和10 月-11月，最多的是4月份，其次是3月，分別達(dá)到12.6天和9.9天，低谷區(qū)是7月-8月和12月-2月，均不超過(guò)1天。③月較舒適日數(shù)在6月達(dá)到最大值，其次是9月，分別為8.3天和7天，月較舒適日最少的是12月到2月，均不足1天。上半年1-6月月平均較舒適日基本呈上升趨勢(shì)，7月到8月下降到較低值區(qū)，9月達(dá)到另一個(gè)高峰，其后則呈下降趨勢(shì)。④非常舒適日、舒適日、較舒適日的高峰區(qū)集中在4月份-6月份和9月份-11月份，低谷區(qū)則集中在7-8月和12月-2月。

4　結(jié)論

通過(guò)本文的研究，主要得到以下結(jié)論:

（1）從氣候要素來(lái)看，冬季氣溫最低，最冷月出現(xiàn)在1月；夏季是全年氣溫最高的季節(jié)，高溫天氣多出現(xiàn)在6、7份，所以，冬、夏兩季是人體感覺不太舒適的季節(jié)，春、秋兩季溫度適宜；除7—8月份濕度較高，對(duì)人體舒適度有影響外，其余月份人體感覺均較舒適。萊陽(yáng)市日照條件全年良好，風(fēng)速對(duì)人體舒適性也無(wú)不利影響。

（2）根據(jù)本文對(duì)舒適度指數(shù)的計(jì)算，萊陽(yáng)氣候最舒適的時(shí)段是4月到6月和9月到11月。7月到8月氣候舒適指數(shù)較低，而12月到次年2月舒適氣候指數(shù)明顯偏低。影響7、8月氣候不適的主要原因是氣溫高和相對(duì)濕度大，而12月到2月主要是低溫高濕，尤其在冬季還受到風(fēng)略大的影響。

5　說(shuō)明

本文在用氣候要素做舒適度評(píng)價(jià)時(shí)，只選擇了氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速和日照4個(gè)要素，而舒適度是多個(gè)氣象要素綜合作用的結(jié)果，如氣壓、紫外線強(qiáng)度、大氣透明度等；在用指數(shù)計(jì)算法進(jìn)行舒適度分析時(shí)，只考慮了人們比較關(guān)注的非常舒適、舒適及較舒適三種情況，沒有對(duì)較不舒適、不舒適、非常不舒適等情況進(jìn)行分析，所以，最終的評(píng)價(jià)結(jié)果肯定有不完美之處。引進(jìn)更多的因子，還有將舒適度等級(jí)的研究進(jìn)一步細(xì)化，使評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際更加貼近，還有待進(jìn)一步研究。

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P41［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-423-2

宋波（1966～），女，工程師，研究方向?yàn)闅庀蠓?wù)和地面測(cè)報(bào)。