江西省氣候舒適度的變化特征

蘇海報，王 璇，吳文心#，段雨欣，范從文

1.吉安市生態(tài)氣象重點實驗室，江西吉安 343000；2.上饒市氣象局，江西上饒334000

氣候條件是影響人類活動和生態(tài)環(huán)境的重要因子，研究表明：全球氣候變暖已經(jīng)是不爭的事實，以溫度上升為主要特征的氣候變化，將對人居生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響[1-3]。氣候舒適度是以人類機體與近地大氣之間的熱交換原理為基礎(chǔ)，從氣象學(xué)的角度評價人類在不同氣候條件下舒適感的一項生物氣象指標(biāo)，在生態(tài)環(huán)境氣象服務(wù)中占據(jù)重要的基礎(chǔ)性地位[4-5]。對于不同區(qū)域，由于其氣候環(huán)境和地理位置等條件的不同，所采用的評價方法也不盡相同，目前江西省在這方面的研究相對較少。因此，通過分析江西省1981—2020年的常規(guī)地面氣象要素數(shù)據(jù)，研究在氣候變暖背景下，該區(qū)域氣候舒適度的變化特征，旨在為當(dāng)?shù)厝司由鷳B(tài)環(huán)境和氣候舒適度氣象服務(wù)的開展提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

氣象資料來源于江西省氣象局，采用江西省1981—2020年的日平均溫度、平均相對濕度和平均風(fēng)速等常規(guī)地面氣象要素的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為方便研究，根據(jù)緯度將江西省等分為贛北、贛中、贛南3個部分。

1.2 氣候舒適度的計算方法和等級標(biāo)準(zhǔn)

自Terjung[6-7]提出舒適度指數(shù)的概念后，各國研究人員陸續(xù)提出許多氣候舒適度的表征方法，本文選用我國氣象臺站常用的、也是近年來國內(nèi)較流行的KSSD經(jīng)驗公式計算氣候（人體）舒適度指數(shù)（CI），并以此表征氣候（人體）舒適度。CI是指在不特意采取任何防寒保暖或防暑降溫措施的前提下，人體在自然環(huán)境中的感覺是否舒適，及其達(dá)到了怎樣一種程度的描述[8]。具體計算公式如下：

式（1）中，CI為氣候（人體）舒適度指數(shù)，T為日平均溫度(℃)，RH為日平均相對濕度(%)，V為日平均風(fēng)速(m/s)。

CI的等級標(biāo)準(zhǔn)參考已有不少研究，當(dāng)CI≤50時冷不舒適，當(dāng)50＜CI≤75時舒適；當(dāng)CI＞75時熱不舒適[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣候舒適度指數(shù)的年、月變化特征

從圖1a可以看出，1981—2020年江西?。ㄚM北、贛中、贛南）的氣候舒適度指數(shù)總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，氣候舒適度指數(shù)也逐漸趨向于越來越暖；氣候舒適度指數(shù)平均值，以贛南的61.7為最大、贛中的60.0次之、贛北的58.7最小，南北差異明顯。

從圖1b可以看出，氣候舒適度指數(shù)的月變化特征總體呈倒“V”形，即先上升、再下降，7月均達(dá)到峰值，1月為最低值贛北、贛中、贛南分別為39.2、41.4、45.9，南北差異較為明顯，且1—12月氣候舒適度指數(shù)基本為贛南＞贛中＞贛北。3—6月、9—11月氣候舒適度指數(shù)在50～75之間，舒適；12至翌年2月，即冬季，氣候舒適度指數(shù)位于50以下，冷不舒適；7—8月在75以上，熱不舒適，總體來看，江西省（贛北、贛中、贛南）的舒適月份相對較多。

圖1 氣候舒適度指數(shù)（CI）的年（a）、月（b）變化特征

2.2 舒適天數(shù)的年、月變化特征

從圖2a可以看出，1981—2020年江西省（贛北、贛中、贛南）舒適天數(shù)的年變化特征總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，舒適天數(shù)逐漸趨向于越來越多，且贛北和贛南的上升趨勢較為明顯?？傮w而言，舒適天數(shù)以贛南的253 d為最多、贛中的210 d次之、贛北的198 d最少，贛南比贛北多55 d，南北差異較為明顯。

從圖2b可以看出，江西省（贛北、贛中、贛南）舒適天數(shù)的月變化特征總體呈“M”形，即先上升、下降，再上升、下降，舒適天數(shù)是主要集中于4—6月、9—11月，其中5、10月的舒適天數(shù)最多，贛北、贛中、贛南在這2個月份的舒適天數(shù)均達(dá)到了31 d；其他月份舒適天數(shù)相對較少，尤其以1、2、12月舒適天數(shù)為最少，即傳統(tǒng)意義上的冬季，其中1月的舒適天數(shù)贛北、贛中、贛南分別為1、2、8 d。

圖2 舒適和不舒適天數(shù)的年（a）、月（b）變化特征

2.3 舒適天數(shù)的季節(jié)變化特征

從圖3可以看出，1981—2020年江西?。ㄚM北、贛中、贛南）春季、秋季和冬季的舒適天數(shù)年變化特征總體呈波動上升趨勢，夏季總體呈波動下降趨勢。同時，可以發(fā)現(xiàn)冬季的舒適天數(shù)上升趨勢明顯，夏季的舒適天數(shù)減少趨勢明顯，這與氣候變暖有關(guān)，說明隨著氣候變暖，冬季的舒適天數(shù)將會逐漸增加，夏季將逐漸減少；春季和秋季的舒適天數(shù)變化幅度相對較小，說明氣候變暖對春季和秋季的舒適天數(shù)影響較小。春季舒適天數(shù)的平均值，以贛南的82 d為最多、贛中的76 d次之、贛北的71 d最少；夏季以贛南的56 d為最多、贛北的44 d次之、贛中的43 d最少；秋季以贛南的84 d為最多、贛中的78 d次之、贛北的76 d最少；冬季以贛南的31 d為最多、贛中的13 d次之、贛北的6 d最 少，且贛南比贛北多25 d，南北差異較 為明顯。

圖3 舒適天數(shù)的季節(jié)變化特征

3 結(jié)論

氣候舒適度指數(shù)總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，氣候舒適度指數(shù)也逐漸趨向于越來越暖。氣候舒適度指數(shù)的月變化特征總體呈倒“V”形，即先上升、再下降，且1—12月氣候舒適度指數(shù)基本表現(xiàn)為贛南＞贛中＞贛北。總體來看，江西?。ㄚM北、贛中、贛南）的舒適月份相對較多。

舒適天數(shù)的年變化特征總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，舒適天數(shù)逐漸趨向于越來越多，且贛北和贛南的上升趨勢較為明顯。舒適天數(shù)的月變化特征總體呈“M”形，即先上升、下降，再上升、下降，舒適天數(shù)是主要集中于4—6月、9—11月，其中以5、10月的舒適天數(shù)最多，其余月份舒適天數(shù)相對較少，尤其以1、2、12月舒適天數(shù)為最少。從季節(jié)變化趨勢來看，春季、秋季和冬季的舒適天數(shù)年變化特征總體呈波動上升趨勢，夏季總體呈波動減少趨勢。同時也可以發(fā)現(xiàn)冬季的舒適天數(shù)增加趨勢明顯，夏季的舒適天數(shù)減少趨勢明顯，這與氣候變暖有關(guān)，說明隨著氣候變暖，冬季的舒適天數(shù)將會逐漸增加，夏季將逐漸減少；春季和秋季的舒適天數(shù)變化幅度相對較小，說明氣候變暖對春季和秋季的舒適天數(shù)影響較小。

選擇了日平均溫度、平均相對濕度和平均風(fēng)速3個氣象要素來研究氣候舒適度，但是氣候舒適度還與其他因素有關(guān)，而且與個人的生理感受也密切相關(guān)。