寧?？h人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)

周溥佳，岳夢(mèng)琦，郁懋楠，李 穎，孫 斌

(1.寧波市寧海縣氣象局，浙江 寧海 315600；2.寧波防雷安全檢測(cè)有限公司，浙江 寧波 315600)

1 引言

人居環(huán)境是一個(gè)以人類聚居、生活生產(chǎn)為中心的多層次、多因素的生態(tài)系統(tǒng)，其影響因素具有多樣性的特點(diǎn)。其中，自然地理很大程度上決定了人居生活環(huán)境的質(zhì)量；而在自然地理因素中，氣象氣候條件又往往都是主導(dǎo)因素,也是關(guān)系最為密切的自然地理因素，氣候舒適度能直接影響著人居環(huán)境的舒適與否[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究者使用各種舒適指數(shù)推出了人體舒適度或人居環(huán)境氣候適宜性評(píng)價(jià)的研究[2～4]，也有對(duì)區(qū)域旅游氣候舒適度及時(shí)空變化的特征分析[5，6]，或是基于GIS的旅游氣候舒適性研究[7，8]。但針對(duì)人居環(huán)境氣候舒適度的研究較少，尤其關(guān)于寧波區(qū)域的，目前就寧海區(qū)域人居環(huán)境的氣候舒適度變化相關(guān)研究文獻(xiàn)還尚未有。

寧?？h近年來(lái)一直堅(jiān)持以“建設(shè)美麗寧海，打造美好生活”為目標(biāo)，以轉(zhuǎn)變發(fā)展方式為主線，深入實(shí)施“生態(tài)立縣”戰(zhàn)略，著力優(yōu)化生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間布局，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)化、清潔化、特色化[9]。寧?？h分別于2017年、2019年成為寧波市首個(gè)中國(guó)天然氧吧及首批國(guó)家全域旅游示范區(qū)，論證該縣人居環(huán)境氣候舒適度特征有著重要意義，本文基于人居環(huán)境角度，結(jié)合寧?？h氣候特點(diǎn)，對(duì)寧?？h氣候與人居環(huán)境的相關(guān)性進(jìn)行研究，為寧海宜居城市建設(shè)及推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)提供科學(xué)參考。

2 資料和方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

由于寧海處于浙江東部沿海，同時(shí)境內(nèi)呈現(xiàn)西高東低的地形，所以綜合考慮海拔高度及海洋環(huán)流的影響，本文選取的是寧?？h國(guó)家氣象觀測(cè)站近30 a(1988～2017年)氣溫、濕度、風(fēng)速、日照觀測(cè)數(shù)據(jù)，并結(jié)合境內(nèi)區(qū)域自動(dòng)氣象站中王愛(ài)、伍山兩個(gè)代表站10 a(2008～2017年)的氣溫、濕度、風(fēng)速數(shù)據(jù)。寧?？h國(guó)家氣象觀測(cè)站位于城區(qū)，海拔39.3 m；王愛(ài)區(qū)域自動(dòng)站位于寧海西部山區(qū)，海拔332.0 m；伍山區(qū)域自動(dòng)站位于寧海東部沿海，海拔5.0 m。

2.2 研究方法

以《人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)》[10]的標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，結(jié)合氣溫、濕度數(shù)據(jù)計(jì)算出溫濕指數(shù)，通過(guò)風(fēng)速、日照、氣溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)計(jì)算得到風(fēng)效指數(shù)，綜合評(píng)價(jià)寧?？h城區(qū)、西部、東部區(qū)域的逐月舒適度等級(jí)。

計(jì)算公式如下：

I=T-0.55×(1-RH)×(T-14.4)

(1)

K=-(10√V+10.45-V)×(33-T)+8.55S

(2)

式(1)、(2)中，T表示評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)的平均溫度(℃)，RH指的是評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)的平均相對(duì)濕度(%)，V表示評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)平均風(fēng)速(m/s)，S代表評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)的平均日照時(shí)數(shù)(h/d)，I保留1位小數(shù)，K取整數(shù)。

參考人居環(huán)境舒適度等級(jí)，將計(jì)算得出的I和K結(jié)果劃分為5個(gè)等級(jí)(表1)。兩個(gè)數(shù)值不同時(shí)，冬半年采用K，夏半年為I；研究時(shí)段內(nèi)平均風(fēng)速達(dá)到>3 m/s的地區(qū)采用K評(píng)價(jià)。

3 結(jié)果與分析

3.1 氣候背景條件

寧海屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，地處浙江東部沿海地區(qū)，年平均氣溫為16.9 ℃，最冷月平均氣溫為5.4 ℃，最熱月平均氣溫為28.2 ℃(圖1)。寧海春、夏、秋、冬四季平均氣溫分別是15.3 ℃、26.7 ℃、18.8 ℃和6.6 ℃，氣溫存在明顯的季節(jié)性差異，其中秋、冬季溫差最大，為12.2 ℃，其次是春、夏季，溫差達(dá)11.4 ℃，冬、春季平均氣溫相差8.7 ℃，夏、秋季溫差相對(duì)最小，為7.9 ℃。

表1 人居環(huán)境氣候舒適度等級(jí)劃分表

圖1 寧?？h平均氣溫月變化

年平均降水量1719.0 mm，降水量年內(nèi)分配不均，7月和8月是兩個(gè)雨量高峰，平均月雨量分別為242.3 mm和292.6 mm，12月平均雨量最少，為47.6 mm。年平均雨日為164 d，6月平均雨日最多(17.6 d)，12月平均雨日最少(8.4 d)。

氣溫與雨量基本上同步變化。寧?？h降水隨著溫度的升高或降低發(fā)生增多和減少的趨勢(shì)現(xiàn)象，一年中氣溫鶴雨量的分配呈現(xiàn)出同步的變化態(tài)勢(shì)(圖2)，其中春季(3～5月)具備雨熱配置的最大優(yōu)勢(shì)。春季各月的降水量基本維持在120 mm以上，極少出現(xiàn)春旱；隨著氣溫逐漸回升，3～5月平均氣溫分別達(dá)到10.2 ℃、15.4 ℃和20.4 ℃，優(yōu)越的雨熱資源有利于大自然萬(wàn)物復(fù)蘇以及植被萌芽生長(zhǎng)。

寧海年平均風(fēng)速為2.4 m/s，最多風(fēng)向?yàn)镹NE(北北東)，氣象觀測(cè)站有氣象記錄以來(lái)歷史最大風(fēng)速19.3 m/s。冬季、春季、夏季、秋季平均風(fēng)速分別為2.6 m/s、2.6 m/s、2.4 m/s、2.1 m/s。年平均相對(duì)濕度為79%。各月相對(duì)濕度變化幅度不大。在5～9月(主汛期內(nèi))，相對(duì)濕度較大，均在80%以上。年平均日照時(shí)數(shù)1648.8 h，以2月份日照時(shí)數(shù)最少，不足100 h，而7月份日照時(shí)數(shù)最多，超過(guò)200 h。

圖2 寧?？h降水與溫度的各月分布

3.2 人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)

利用上述(1)、(2)兩個(gè)公式計(jì)算得到寧海城區(qū)、西部、東部各月的溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)，并將其指數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的氣候舒適度感覺(jué)程度，最終評(píng)價(jià)如表2所示，同時(shí)將3個(gè)站點(diǎn)的氣象資料取平均，用(1)、(2)兩個(gè)公式計(jì)算得到寧海人居環(huán)境氣候舒適度的劃分，如表3所示。

表2 寧海城區(qū)、西部、東部人居環(huán)境各月舒適度指數(shù)和等級(jí)

表3 寧海人居環(huán)境氣候舒適度劃分

從表3看出，寧?？h總體上月平均人居環(huán)境氣候舒適度達(dá)到“舒適”的為5～6月、9～10月，長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月，該時(shí)段氣溫、濕度適中，風(fēng)速較小，溫濕指數(shù)在18.6～23.1之間，風(fēng)效指數(shù)在-161～-265之間，人體感覺(jué)最舒適；而盛夏(7～8月)為4級(jí)時(shí)段，溫濕指數(shù)在26.2～26.8之間，比3級(jí)閾值略偏高，風(fēng)效指數(shù)在-67～-77之間，較不舒服；4月初春和11月秋末，溫濕指數(shù)在13.7～15.3之間，風(fēng)效指數(shù)在-369～-395之間，為2級(jí)時(shí)段，總體感覺(jué)偏冷較不舒服；12月和1～3月冬季期間氣溫低，風(fēng)速較大，溫濕指數(shù)在6.6～10.9之間，風(fēng)效指數(shù)在-497～-615之間，為1級(jí)寒冷，健康人群感覺(jué)很冷，不舒服。

從表2看出，城區(qū)、西部、東部月平均舒適度等級(jí)相似度較高，差異體現(xiàn)在8月和11月。西部地區(qū)8月舒適度等級(jí)為3級(jí)舒適，城區(qū)和東部均為4級(jí)偏熱，造成差異的原因在于西部地區(qū)處于山區(qū)，海拔高并且森林植被覆蓋率也高，因此8月西部舒適度等級(jí)也高。東部地區(qū)11月舒適度等級(jí)為2級(jí)偏冷，城區(qū)和東部均為1級(jí)寒冷，造成差異的原因在于東部地區(qū)處于沿海，海洋對(duì)氣溫有調(diào)節(jié)作用，因此11月東部舒適度等級(jí)也高。

綜上可見(jiàn)，寧?？h整體上人居環(huán)境的舒適度較高，其中達(dá)到了4個(gè)月的最適宜居住時(shí)間，夏季是開展避暑旅游的適宜期。

4 結(jié)論與討論

(1)寧?？h氣候四季分明，夏季降雨豐盈，冬季體感寒冷；氣溫與雨量變化基本一致，7、8月氣溫與降水均達(dá)到一年峰值；年平均風(fēng)速為2.4 m/s；年平均相對(duì)濕度為79%，在5～9月(主汛期內(nèi))，相對(duì)濕度較大，均在80%以上。

(2)寧?？h整體人居環(huán)境氣候舒適度較高，適宜期長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月。全年無(wú)悶熱期，夏季人居環(huán)境舒適度等級(jí)均處于3～4級(jí)，均沒(méi)有達(dá)到5級(jí)，說(shuō)明寧海是“避暑納涼”的好地方。11～3月氣溫偏低，處于不舒適狀態(tài)，1月為全年體感最寒冷月份。

(3)人居環(huán)境氣候舒適度指標(biāo)對(duì)寧海人居氣候的評(píng)價(jià)具有較好的一致性，并綜合考慮了海拔高度及海洋環(huán)流的影響,選取了區(qū)域代表站數(shù)據(jù)，可信度較高，效果理想。

(4)所選取的區(qū)域自動(dòng)站資料年份較短，在客觀評(píng)價(jià)寧?？h氣候舒適度方面存在著弊端，今后需要獲取長(zhǎng)時(shí)間資料序列，再次對(duì)其作相關(guān)評(píng)估和訂正。