長沙市近40年人體舒適度氣象指數(shù)變化特征和趨勢分析

黃冬強(qiáng)，吳 鏈，葉 峰，楊亞萍，韓沁真（長沙市氣象局，湖南省長沙市410000）

長沙市近40年人體舒適度氣象指數(shù)變化特征和趨勢分析

黃冬強(qiáng)，吳 鏈，葉 峰，楊亞萍，韓沁真（長沙市氣象局，湖南省長沙市410000）

本文根據(jù)長沙城市需求，利用長沙國家基本氣象站近40年（1971～2010年）觀測資料，研究在全球氣候變暖背景下，開展近40年人體舒適度氣象指數(shù)研究。本文研究對了解長沙人體舒適度氣象指數(shù)分布特征及趨勢有一定學(xué)術(shù)意義，對合理開發(fā)氣候資源，建設(shè)宜居城市有指導(dǎo)意義。

1 緒論

1.1 人體舒適度研究意義

長沙是湖南省會城市，獲評“全國文明城市”和“最具幸福感城市”稱號；國務(wù)院批復(fù)長沙建設(shè)“資源節(jié)約”和“環(huán)境友好”兩型社會，市政府提出建設(shè)“宜居宜業(yè)、精致精美，人見人愛”城市。研究長沙近40年人體舒適度氣象指數(shù)特征和趨勢分析等氣候課題，提出合理化的建議，將有助于發(fā)揮氣象促進(jìn)長沙社會發(fā)展的重要價值。

1.2 人體舒適度研究現(xiàn)狀

人體舒適度研究，國外關(guān)于人體舒適度受到廣泛關(guān)注是始于1945年Brunt在英國Nature雜志討論了氣候與人體舒適度的關(guān)系[1]；從20世紀(jì)90年代開始，柏秦鳳等國內(nèi)部分學(xué)者對人體舒適度開展了廣泛的研究[2]。

人體舒適度指數(shù)（Comfort Index of Human Body，以下簡稱ICHB）是日常生活、學(xué)術(shù)研究中常用的表征人體舒適度的方法，它主要取決于氣溫、濕度和風(fēng)速3個氣象指標(biāo)。

長沙作為長江中游的重要城市，缺少系統(tǒng)長時間序列的人體舒適度研究。

1.3 氣候變化事實(shí)

1.3.1 全球氣候變化事實(shí)

1910～2010年近百年來，全球地表年平均氣溫增加0.74℃，增溫速率為0.07℃/10a；（中國氣象局2010年世界氣候公報）[3]。

1.3.2 長沙氣候變化事實(shí)

根據(jù)統(tǒng)計，長沙近40年（1971～2010年）年平均氣溫17.3℃，年平均氣溫上升速率為0.42℃/10a；根據(jù)長沙年鑒，長沙近幾十年來降水變化趨勢不顯著（見圖1）。

1.4 資料來源說明

本文所采用的資料來源于長沙國家基本地面氣象站實(shí)時觀測資料，序列為1971～2010年，共40年整編氣象數(shù)據(jù)。

圖1 長沙近40年（1971～2010）年均氣溫距平

1.5 公式選擇

通過對同緯度氣候類似我國長江中下游等地學(xué)者于庚康等人[4]關(guān)于南京等計算人體舒適度氣象相關(guān)論文的參考，吳兌等人也對多種人體舒適度預(yù)報公式進(jìn)行了探討[5]，選定了較適合長沙地區(qū)的人體舒適度氣象指數(shù)計算公式為：

公式中：ICHB為人體舒適度指數(shù)，t為溫度 （℃），hu為相對濕度（%），v為風(fēng)速（m/s）。主要影響因子包括氣溫、相對濕度、風(fēng)速等三個。

1.6 長沙人體舒適度指標(biāo)劃分

根據(jù)中國氣象局人體舒適度分類標(biāo)準(zhǔn)，劃定長沙九級舒適度氣象指標(biāo)。

表1 長沙人體舒適度標(biāo)準(zhǔn)

2 長沙人體舒適度數(shù)據(jù)處理

2.1 資料收集

本論文選定長沙國家基本地面氣象站資料，采取資料為近40年（1971～2010年）的氣象資料時間序列。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

分別把長沙市近40年逐日氣溫、濕度、風(fēng)速等約43800個氣象數(shù)據(jù)代入公式；計算出長沙市近40年（1971～2010年）人體舒適度共計14600個數(shù)據(jù)。

3 長沙人體舒適度圖示特征和趨勢分析

3.1 分類計算

依據(jù)人體舒適度9級計算，得出4320個數(shù)據(jù)，再平均，得360個分級別逐年數(shù)據(jù)，求折線圖，分析長沙近40年人體舒適度氣象指數(shù)變化特征。

3.2 圖示和特征分析

舒適級別圖示和特征分析：

對長沙近40年（1971～2010年）人體舒適度數(shù)據(jù)按舒適級別統(tǒng)計，得表2，做長沙近40年舒適級別指數(shù)示意圖2。

表2 長沙近40年舒適級別（55～70）天數(shù)

特征分析：經(jīng)過分析圖表，長沙近40年人體舒適度氣象指數(shù)年均舒適達(dá)113d，年際變化均勻，舒適天數(shù)接近全年1/ 3，為長沙打造“宜居宜業(yè)、精致精美、人見人愛”的生態(tài)宜居城市提供了直接的氣候依據(jù)；年最高舒適為142d，在2004年，年最低舒適為95d，在1975年，從折線圖看，長沙人體舒適度氣象指數(shù)日數(shù)有緩慢上升的趨勢。上升速率為1.4d/10a，相關(guān)系數(shù)為0.1584，T檢驗(yàn)結(jié)果為0.9899，未通過a=0.10（a=1.68）的顯著性檢驗(yàn)，上升趨勢不顯著。

圖2 長沙近40年舒適級別（55～70）天數(shù)

4 結(jié)論與建議

4.1 論文結(jié)論

4.1.1 長沙氣候變化特點(diǎn)

在全球氣候變化大背景下，長沙近40年（1971～2010）年平均氣溫17.3℃，年平均氣溫上升趨勢顯著，年平均氣溫上升速率為0.42℃/10a；年降水量變化不顯著。

4.1.2 長沙人體舒適度變化特點(diǎn)

根據(jù)本文研究，長沙近40年（1971～2010年）人體舒適度分布和趨勢變化呈現(xiàn)出幾個特點(diǎn)：

（1）得出長沙氣候變暖的事實(shí)，長沙近40年年平均氣溫17.3℃，上升趨勢顯著，上升速率為0.42℃/10a；

（2）在氣候變暖大背景下，長沙近40年人體舒適度指數(shù)舒適級別年平均113d，舒適天數(shù)較多，有上升趨勢，上升速率為1.4d/10a；

（3）長沙人體舒適度指數(shù)各級別趨勢不一，比較顯著的寒冷級別指數(shù)下降顯著，酷熱級別指數(shù)沒有，從氣象學(xué)上，長沙不屬于中國“四大火爐”城市。

4.2 對策與建議

4.2.1 加強(qiáng)適應(yīng)研究

不同人群適應(yīng)能力不同，加強(qiáng)適應(yīng)指數(shù)變化研究。

4.2.2 健全氣象探測體系

健全綜合探測體系，形成精細(xì)化的氣象探測資料。

4.2.3 改善局地小氣候

（1）加強(qiáng)城市綠化，提高森林保有量；

（2）加強(qiáng)湘江等河流管理，保護(hù)濕地，調(diào)節(jié)局地小氣候；

（3）加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少尾氣排放和揚(yáng)塵[6]；

（4）加強(qiáng)城市規(guī)劃，減少熱島效應(yīng)。

[1]B runt D.C 1ima te and hum an com fort[J].Nature，1945，155（3941）：559～564.

[2]柏秦鳳，霍治國，賀 楠，等．中國20座旅游城市人體舒適度指數(shù)分析[J]．生態(tài)學(xué)雜志，2009（8）：1607～1612．

[3]中國氣象局氣候變化中心.世界氣候公報.2010.

[4]于庚康，徐 敏，于 璧，等.近30年江蘇人體舒適度指數(shù)變化特征分析.氣象，2011，9月刊.

[5]吳 兌.多種人體舒適度預(yù)報公式討論.氣象科技，2003，12月刊.

[6]廖玉芳，吳賢云，潘志祥，等.1961～2006年湖南霾現(xiàn)象特征變化分析[J].氣候變化研究進(jìn)展，2007.

P467

A

2095-2066（2016）34-0082-02

2016-11-13

黃冬強(qiáng)（1978-），男，工程師，碩士研究生，主要從事氣象項(xiàng)目管理工作。