基于體感溫度的滄州市中暑氣象風(fēng)險等級研究

摘 要：中暑的發(fā)生主要與氣溫、風(fēng)速、相對濕度有關(guān)。為研究滄州地區(qū)基于體感溫度的中暑氣象風(fēng)險等級劃分，選取滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對濕度和平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)資料，分析單要素下和體感溫度模型下的滄州市高溫特征，通過計算滄州市中暑氣象風(fēng)險等級的體感溫度閾值，劃分中暑氣象風(fēng)險等級。結(jié)果表明：滄州市5—8月的月平均最高氣溫波動范圍在5 ℃以內(nèi)，整體呈現(xiàn)上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.05，趨勢線擬合程度≤0.07，整體呈中部地區(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢；滄州市5—8月的月平均體感溫度波動范圍在5 ℃以內(nèi)，各縣市最高氣溫整體呈現(xiàn)上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.07，趨勢線擬合程度≤0.09，各縣市體感溫度整體呈西部地區(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢。

關(guān)鍵詞：體感溫度；中暑；氣象風(fēng)險等級

中圖分類號：P463 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

高溫氣象風(fēng)險大多選擇以最高氣溫作為單一變量進行研究[1]。一般情況下，以35 ℃作為高溫天氣的閾值，但高溫天氣是一個連續(xù)的天氣過程，對人的影響具有滯后性[2]。因此不能僅以35 ℃作為高溫天氣衡量標(biāo)準(zhǔn)。此外，部分學(xué)者利用百分位指數(shù)法，將最高氣溫的90%分位數(shù)作為高溫天氣的閾值，以此評估高溫風(fēng)險特征[3-8]。以上研究或未考慮到其他氣象條件對高溫風(fēng)險的影響，或僅從城市抗風(fēng)險角度出發(fā)，未考慮到人體熱感受，均存在片面性。

中暑是夏季常見的疾病，與氣象存在一定的聯(lián)系。中暑的發(fā)生主要與氣溫、風(fēng)速、相對濕度等氣象條件有關(guān)，而勞動強度、強輻射時間、體質(zhì)水平等也是重要因素。其中，氣象條件起著關(guān)鍵性的作用[9-13]。夏季，人體散熱主要通過皮膚進行，而在高溫高濕或強輻射的氣象條件下，人體散熱受阻，導(dǎo)致人體體溫調(diào)節(jié)失調(diào)、正常生理功能障礙，從而出現(xiàn)中暑的癥狀。實踐證明，高溫天氣易導(dǎo)致中暑，但在濕度較大，風(fēng)速較小時，人們在氣溫不太高的環(huán)境也有可能出現(xiàn)中暑的現(xiàn)象。因此，基于氣溫、風(fēng)速和相對濕度計算的體感溫度更能表征人體真實的熱感受[14-15]。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

采用河北省滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對濕度和平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)進行研究。

1.2 研究方法

1.2.1 炎熱指數(shù)計算

中國氣象局2023年12月1日實施的《高溫中暑氣象等級》（QX/T671—2023）中，以炎熱指數(shù)劃分中暑氣象風(fēng)險等級。計算公式為：

It=1.8×Tmax-0.55×（1.88×Tmax-26）×（1-RH）+32（1）

式（1）中：It為炎熱指數(shù)，Tmax為日最高氣溫（℃），RH為日平均相對濕度（%）。

其中，當(dāng)相對濕度RH＜60%時，統(tǒng)一調(diào)整為60%。

1.2.2 體感溫度計算

體感溫度的經(jīng)驗公式為：

AT=1.07T+0.2e-0.65V-2.7（2）

e=×6.105×exp（3）

式（2）、（3）中：AT為體感溫度（℃），T為最高氣溫（℃），e為水汽壓（hPa），V為平均風(fēng)速（m/s），RH為相對濕度（%）[16-17]。

2 結(jié)果分析

2.1 最高溫度特征分析

調(diào)查收集2000—2019年5—8月的最高溫度數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，5月月平均最高氣溫在26.1～30 ℃波動，2001—2006年月平均最高氣溫整體呈下降趨勢，2006年以后月平均最高氣溫呈現(xiàn)波動上升趨勢，2017年達(dá)到最大值（30 ℃）；各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為1.4 ℃，最大差值為2004年的2.2 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢相一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布呈西高東低，最大差值為1 ℃，其中，任丘市月平均最高溫度值最大，為28.2 ℃。

6月月平均最高氣溫范圍為29.2～33.7 ℃，2000—2004年最高氣溫呈下降趨勢，至2005年時顯著上升，且達(dá)到二十年來的極大值（33.7 ℃）。而后2005—2008年又呈明顯下降趨勢，2008年達(dá)到最低值（29.2 ℃），2009年顯著上升。2009—2014年呈波動下降趨勢，2014年以后呈明顯上升趨勢；各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為1.4 ℃，最大差值為2019年的2.3 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.1 ℃，其中，獻縣月平均最高溫度值最大，為32.2 ℃。

7月月平均最高氣溫在30.4～34.2 ℃波動，2000—2004年最高氣溫呈下降趨勢，2005年時顯著上升，2006年以后呈現(xiàn)波動上升趨勢。各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為1.1 ℃，最大差值為2018年的1.5 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布整體呈西高東低之勢，最大差值為0.6 ℃，其中，任丘市月平均最高溫度值最大，為32.5 ℃。

8月月平均最高氣溫在29～32.5 ℃波動，2002—2012年整體呈下降趨勢，2013年顯著上升，達(dá)到最大值32.5℃。2013年以后整體呈下降趨勢。各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為0.9 ℃，最大差值為2002年的1.3 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布整體呈中部地區(qū)高、周邊低的趨勢，最大差值為0.4 ℃，其中，任丘市月平均最高溫度值最大，為30.7 ℃。

2.2 體感溫度特征分析

滄州市5月月平均體感溫度在26.8～31.8 ℃波動，2001—2006年月平均體感溫度整體呈下降趨勢，2006年以后月平均體感溫度呈現(xiàn)波動上升趨勢，2017年達(dá)到最大值（31.8 ℃）。各縣市月平均體感溫度平均差值為2.1 ℃，最大差值為2002年的3.2 ℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.7 ℃，其中，肅寧縣月平均體感溫度值最大，為29.8 ℃。

6月月平均體感溫度范圍在32.9～37.5 ℃，2000—2004年體感溫度呈下降趨勢，到2005年時顯著上升，且達(dá)到二十年來的極大值（37.5 ℃），而2005—2008年又呈明顯下降趨勢，2008年達(dá)到最低值（32.9 ℃），2009年顯著上升，2009—2014年呈下降趨勢，2014年以后呈明顯上升趨勢。各縣市月平均體感溫度平均差值為2.2 ℃，最大差值為2019年的3.1 ℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.6 ℃，其中，肅寧縣、吳橋縣月平均體感溫度值最大，為35.7℃。

7月月平均體感溫度在35.4～39.6 ℃波動，2000—2004年體感溫度呈下降趨勢，2005年時顯著上升，2006年以后呈現(xiàn)波動上升趨勢。各縣市月平均體感溫度平均差值為1.7 ℃，最大差值為2006年的2.8 ℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.3 ℃，其中，肅寧縣月平均體感溫度值最大，為37.9 ℃。

8月月平均體感溫度在33.5～38.1 ℃波動，2002—2012年呈整體下降趨勢，2013年顯著上升，達(dá)到最大值38.1℃，2013年以后又呈整體下降趨勢。各縣市月平均體感溫度平均差值為1.4 ℃，最大差值為2002年的2.3℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布整體呈西高東低之勢，最大差值為1 ℃，其中，吳橋縣月平均體感溫度值最大，為36 ℃。

2.3 基于體感溫度的滄州市中暑氣象風(fēng)險等級劃分

根據(jù)炎熱指數(shù)分位數(shù)閾值劃分的中暑氣象風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合滄州市實際，構(gòu)建基于體感溫度的滄州市中暑氣象風(fēng)險等級標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

統(tǒng)計2020—2023年39個高溫日的日最高氣溫、相對濕度和平均風(fēng)速，分別計算出基于炎熱指數(shù)和體感溫度的中暑氣象風(fēng)險等級，對比2種方法所得出的中暑氣象風(fēng)險等級結(jié)果（表2）。

根據(jù)表2可以看出，基于炎熱指數(shù)計算出Ⅰ級中暑共215站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅰ級的有106站次，占比49.30%；Ⅱ級有58站次，占比26.98%；Ⅲ級有34站次，占比15.81%；Ⅳ級有14站次，占比6.51%；未發(fā)生中暑的有3站次，占比1.40%。

基于炎熱指數(shù)計算出Ⅱ級中暑共158站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅰ級的有1站次，占比0.63%；Ⅱ級有94站次，占比59.49%；Ⅲ級有33站次，占比20.89%；Ⅳ級有24站次，占比15.19%；未發(fā)生中暑的有6站次，占比3.80%?；谘谉嶂笖?shù)計算出Ⅲ級中暑共102站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅱ級有3站次，占比2.94%；Ⅲ級有69站次，占比67.65%；Ⅳ級有16站次，占比15.69%；未發(fā)生中暑的有14站次，占比13.73%。

基于炎熱指數(shù)計算出Ⅳ級中暑共48站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅲ級有2站次，占比4.17%；Ⅳ級有42站次，占比87.5%；未發(fā)生中暑的有4站次，占比8.33%。

基于炎熱指數(shù)計算出未發(fā)生中暑的共62站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅳ級有1站次，占比1.61%；未發(fā)生中暑的有61站次，占比98.38%。

2種計算方式得出的中暑氣象風(fēng)險等級一致性達(dá)63.59%，等級相差一級的占比為20.17%。整體而言，基于體感溫度得出的中暑氣象風(fēng)險等級基本低于基于炎熱指數(shù)得出的中暑氣象風(fēng)險等級。

3 結(jié)論

以體感溫度為研究對象，利用滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對濕度和平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)資料，分析單要素下和體感溫度模型下的滄州市高溫特征，并通過計算滄州市中暑氣象風(fēng)險等級的體感溫度閾值，劃分了中暑氣象風(fēng)險等級。

（1）2000—2019年滄州市5—8月的月平最高氣溫波動范圍在5 ℃以內(nèi)，整體呈現(xiàn)上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.05，趨勢線擬合程度≤0.07。各縣市月平均最高氣溫相差范圍為0.9～1.5 ℃，逐年變化趨勢與全市平均變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫差值在0.4～1.1 ℃，整體呈中部地區(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢。

（2）2000—2019年滄州市5—8月的月平體感溫度波動范圍在5℃以內(nèi)，整體呈現(xiàn)上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.07，趨勢線擬合程度≤0.09。各縣市月平均最高氣溫相差范圍為1.4～3.1 ℃，逐年變化趨勢與全市平均變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫差值在1～1.7 ℃，整體呈西部地區(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢。

（3）滄州市基于體感溫度的中暑氣象風(fēng)險等級劃分標(biāo)準(zhǔn)相較于炎熱指數(shù)得出的中暑氣象風(fēng)險等級整體偏低一個等級。

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收稿日期：2024-06-11

作者簡介：陳佳鑫（1996—），男，江蘇南通人，助理工程師，研究方向為氣象災(zāi)害防御。