萊陽市各月氣候舒適度特征分析

■宋波 范慶東

（萊陽市氣象局山東萊陽265200）

萊陽市各月氣候舒適度特征分析

■宋波 范慶東

（萊陽市氣象局山東萊陽265200）

人體氣候舒適度研究對于提高人們生活質量，搞好環境氣象評價具有重要意義。本文采用萊陽市氣象局1981-2010年共30年常規氣象資料，從影響人體舒適度基本4要素（氣溫、相對濕度、風速、日照）入手，利用綜合模糊評價方法對各月氣候舒適性進行評判分析；用指數計算法對氣候舒適性進行定量評價，從而分析萊陽市各月氣候舒適度特征，以期為當地的城市規劃、環境氣象服務提供理論支持。

氣候舒適度氣候概況指數研究

0　引言

氣候舒適度是指健康人群在無需借助任何防寒、避暑裝備和設施情況下對氣溫、濕度、風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果。人體舒適度在氣象服務中具有重要的地位，是建立環境氣象服務的重要方面，對人體舒適度進行深入研究，對于提高人們生活質量，搞好環境氣象評價具有重要意義［2］，開展氣候舒適度評價具有重要的理論價值和實踐意義。

本文分析了萊陽市1981-2010共30年氣候舒適度資源，對人體舒適度指數進行了研究，從而獲得當地氣候資源規律，為人們更好地生活、為當地經濟發展及氣象部門開展環境氣象服務提供有力的理論及技術支持。

1　氣候資源分析

萊陽市位于山東省東部，膠東半島中部，地處北溫帶東亞季風區，屬大陸季風型半濕潤性氣候，具有四季分明、光照充足、降雨適中的氣候特點，春季

溫暖多風，夏季濕熱多雨，秋季晝暖夜涼，冬季寒冷干燥。針對萊陽市的氣候特點，利用萊陽市1981-2010年的氣象資料，對人體舒適度影響較敏感的氣溫、濕度、風、日照等氣候要素進行統計分析。

1.1氣溫

有專家研究表明，人體感覺最舒適的氣候基準溫度是16-25℃。［3］萊陽市年平均氣溫為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℃高溫日數平均為0.7d，主要出現在6—8月份，最多是7月份，平均為0.5 d，日最低氣溫≤-10℃低溫日數平均為6.3 d，主要出現在12—3月，1月份最多，平均為3.4d。5月、9月及8月大部分時間平均氣溫處于舒適的氣候范圍內，是人體感覺舒適期，4月及10月的大部分時間氣溫較涼爽，是較舒適期，冬季12月-2月天氣寒冷，夏季的7月和8月的部分時間天氣炎熱，人體感覺皆不舒適。

1.2相對濕度

實驗表明，氣溫適中時，空氣濕度對人體的影響并不顯著，在氣溫較高或較低時影響顯著，空氣相對濕度在60%～70%時是最適宜于人體健康的，當相對濕度超過80%時，高溫高濕影響人體汗液的蒸發，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］

萊陽市年平均相對濕度為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風速

風力對人體的熱平衡有直接的影響，流動的空氣作用于人體皮膚，有利于人體和空氣的熱量交換，增加對流和汗液蒸發，因此熱天時風能給人舒適感，冷天則會加劇不舒適感。［5］

萊陽市年平均風速為2.8m/s，各月平均風速在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，最大出現在4月，平均為3.6m/s，最小出現在9月，為2.0m/s。歷年最大風力≥12.0m/s的大風日數平均為6.3d，4月份最多，為1.2 d。對人體舒適造成不利影響的大風屬于小概率事件，總之四季風速不大，對人體舒適性并無不利影響。

1.4日照

太陽輻射在寒冷季節能給人以溫暖的舒適感，但在炎熱的季節使人感覺灼熱難耐。充足的陽光刺激，能使神經系統保持興奮，感覺精神愉快，缺少陽光照射時則容易精神抑郁，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，萊陽市年平均日照總時數為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%。春季陽光明媚，秋季天高云淡，冬季晴朗少雨，陽光為寒冷的冬日帶來溫暖，夏季陰雨天氣多，降低了陽光直射對人體的傷害，因此萊陽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分析

2.1氣候舒適度計算方法

氣候舒適度的研究起源于國外，從20世紀20年代以儀器直接測定結果作為評價依據的起始階段，到采用經驗模型進行舒適度評價的初級階段，再到上世紀60年代以人體熱平衡為基礎的機理模型時代，國外對人體舒適度的研究不斷全面和完善，以溫濕指數、風效指數、有效溫度指數的研究應用最為廣泛。［6］

國內人體舒適度的研究起步于20世紀80年代［6］。學者們根據各地的實際情況建立了各種適合于本地實際的舒適指數計算方法和指標。如范正業等綜合運用溫濕指數和風效指數測算中國海濱旅游地氣候適宜性。［7］

通過綜合參考比較，本人嘗試用溫濕指數和風效指數計算法對萊陽市的氣候舒適度進行分析評價。

溫濕指數［8］THI指人們對周圍空氣溫度及濕度的感覺程度，計算公式表示為：

風效指數［7］（K）是指人體皮膚在不同氣溫及風速組合下對冷暖風效的感受，是風速和環境溫度對人體舒適感覺的一個指數，正值為吸熱，負值為散熱，其計算公式為：

式中：t為氣溫（℃），f為相對濕度（%），v為平均風速（m/s），s為日照時數（h/d）。

2.2各月溫濕指數、風效指數分析

根據（1）、（2）式，以及萊陽市1981—2010年月平均氣溫、相對濕度、風速、日照等氣象要素，計算各月的溫濕指數、風效指數，對照人體生理氣候評價指標分級表［9］（見表3），分別確定出THI和K對應的感覺程度，結果見表2。

2.2.1溫濕指數分析

從表2可以發現，①一年中各月溫濕指數變化大。1月份溫濕指數最低，1月-7月溫濕指數呈上升趨勢，7月份，溫濕指數達到一年中的最大值，7月到12月呈下降趨勢，其中，3月-5月和9月-11月溫濕指數變化較大，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變為舒適，7月-8月是不舒適和較不舒適月份，9月氣候轉變為舒適，9月和10月均屬于舒適月份，11月氣候由舒適轉為不舒適，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風效指數分析

從表2可發現，①一年中風效指數都是負值，說明人體處于散熱狀態，這也是人體維持正常新陳代謝的基礎。②各月風效指數存在較大變化。1月份風效指數最低，1月-8月風效指數呈上升趨勢，8月份，風效指數達到一年中的最大值，8月到12月風效指數呈下降趨勢，其中，2月-4月和9月-11月風效指數變化較大，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變為舒適，7月-8月是偏熱較不舒適月份，9月氣候轉變為舒適，9月到12月屬于舒適月份，③7月和8月風效指數變化較小，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

根據（1）、（2）式，利用萊陽國家氣象站1981—2010年共30年每日的平均氣溫、平均相對速度、平均風速和日照，計算每日的溫濕指數和風效指數，對照人體生理氣候評價指標分級表，分別確定出THI和K對應的感覺程度，根據AA、AB、bA為非常舒適，BB、cA為舒適，BC、cb為較舒適的分級原則［9］，確定每日的舒適度等級，得到每月的各級舒適日數。

1981-2010年月平均氣候舒適日：

表4是根據溫濕指數及風效指數確定的30年間各月平均非常舒適、舒適及較舒適日天數，直觀地顯示了30年間月平均各級舒適日的數量及各自隨時間的年內變化情況。①月平均非常舒適日波動很大，有2個高峰區，是5月和9月到10月，最多的5月和9月分別達到了14.4天和8.2天，2個低谷區則出現在7月-8月和12月-3月，均不足1天。②月舒適日數波動較大，高峰區是3-4月和10 月-11月，最多的是4月份，其次是3月，分別達到12.6天和9.9天，低谷區是7月-8月和12月-2月，均不超過1天。③月較舒適日數在6月達到最大值，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，7月到8月下降到較低值區，9月達到另一個高峰，其后則呈下降趨勢。④非常舒適日、舒適日、較舒適日的高峰區集中在4月份-6月份和9月份-11月份，低谷區則集中在7-8月和12月-2月。

4　結論

通過本文的研究，主要得到以下結論:

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

（2）根據本文對舒適度指數的計算，萊陽氣候最舒適的時段是4月到6月和9月到11月。7月到8月氣候舒適指數較低，而12月到次年2月舒適氣候指數明顯偏低。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略大的影響。

5　說明

本文在用氣候要素做舒適度評價時，只選擇了氣溫、相對濕度、風速和日照4個要素，而舒適度是多個氣象要素綜合作用的結果，如氣壓、紫外線強度、大氣透明度等；在用指數計算法進行舒適度分析時，只考慮了人們比較關注的非常舒適、舒適及較舒適三種情況，沒有對較不舒適、不舒適、非常不舒適等情況進行分析，所以，最終的評價結果肯定有不完美之處。引進更多的因子，還有將舒適度等級的研究進一步細化，使評價結果與實際更加貼近，還有待進一步研究。

［1］人居環境氣候舒適度評價 ［S］ GB/T 27963-2011

［2］吳兌，鄧雪嬌.環境氣象學與特種氣象預報 ［J］.氣象，2000，29（8）：3-5

［3］謝俊英，袁芳菊，劉良平.黔東南州旅游氣候資源優越性分析 ［J］.貴州氣象，2008，32（4）：15-16

［4］宋衛恒.巢湖生態旅游氣候資源研究 ［D］.合肥：安徽農業大學，2008，10-11

［5］鄭有飛.人體舒適度及舒適度指數計算 ［J］.氣象教育與科技，2000，2：8-9

［6］閆業超，岳書平，劉學華，王丹丹，陳慧.國內外氣候舒適度評價研究進展 ［J］.地球科學進展，2013，28（10）：1119-1122

［7］范業正，郭來喜.中國海濱旅游地氣候適宜性評價 ［J］.自然資源學報，1998，13 （4）：304-311.

［8］保繼剛，楚義芳，彭華.旅游地理學 ［M］.北京：高等教育出版社，1993：63-68

［9］史淑一，潘仕梅.煙臺市旅游氣候資源分析與評價 ［J］.中國農學通報，2011，27 （23）：295-300

P41［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-423-2

宋波（1966～），女，工程師，研究方向為氣象服務和地面測報。