承德市人體舒適度分析與指數(shù)預(yù)報(bào)

周士茹 岳春煜

摘要 ?利用1951—2015年氣象資料，并結(jié)合承德地區(qū)氣候特征，從氣象角度分析影響人體舒適度指數(shù)的主要因子大氣溫度、濕度、風(fēng)等，總結(jié)人體舒適度計(jì)算方法，并確定相應(yīng)預(yù)報(bào)等級(jí)，為更好地建設(shè)承德市城市氣象服務(wù)體系提供思路和依據(jù)。

關(guān)鍵詞人體舒適度;指數(shù)預(yù)報(bào);氣象因子

中圖分類號(hào)：P463.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-3305（2019）03-080-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.03.033

隨著人們生活水平的提高和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注環(huán)境給生活造成的影響，同時(shí)對(duì)氣象服務(wù)提出更高要求。人體舒適度就是城市氣象預(yù)報(bào)的一種，通過(guò)對(duì)人體舒適度分析及預(yù)測(cè)，可給市民提供氣象參考，根據(jù)各種氣象要素變化及時(shí)調(diào)整并采取一些防范措施以適應(yīng)環(huán)境，合理安排出行。筆者針對(duì)承德市氣候特征，初步分析其對(duì)人體舒適度的影響，但是由于技術(shù)有待完善，在未來(lái)還需進(jìn)一步細(xì)化研究。

1承德市氣候特征

承德市地處燕山山地，溝壑縱橫，地形地貌復(fù)雜，最北部為圍場(chǎng)高原，高原以下為燕山山地，霧靈山為承德市最高峰，海拔2 118 m。復(fù)雜的地勢(shì)地貌決定了承德市具有顯著的區(qū)域性氣候特征，屬中溫帶大陸性季風(fēng)型、半干旱半濕潤(rùn)山地氣候，四季分明，水熱同季，冬長(zhǎng)夏短，春長(zhǎng)秋短。

從1951年1月1日到2015年5月1日的氣象資料統(tǒng)計(jì)看，承德市全年日照時(shí)數(shù)在999～3 088.5 h，日照時(shí)數(shù)以3—5月最多，11月至次年2月最少。年平均氣溫在7.2～10.2℃，自有氣象記錄以來(lái)極端最高氣溫大部區(qū)縣都突破40℃，為40.3～43.3℃，年極端最高氣溫雙橋區(qū)2000年7月14日達(dá)43.3℃，極端最低氣溫大部地區(qū)在-30℃以上，只有壩上地區(qū)出現(xiàn)過(guò)-42.9℃（1957年1月12日），以及平泉縣出現(xiàn)過(guò)-31.4℃（1990年1月31日），其他區(qū)縣極端最低氣溫一般在-24.9～29.9℃，多出現(xiàn)在12月至次年2月，其中1月出現(xiàn)幾率最大。年平均風(fēng)速在0.6～2.0 m/s，年大風(fēng)日數(shù)平均13.1 d，一般春季風(fēng)速較大。年平均相對(duì)濕度在50%～63%，年最小相對(duì)濕度一般出現(xiàn)在冬春季。

2影響人體舒適度氣象因子

2.1氣溫對(duì)人體舒適度的影響

氣溫是影響人體舒適度最主要的氣象要素之一，人體通過(guò)產(chǎn)生熱能或減少能量散發(fā)，以輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流、蒸發(fā)等方式與環(huán)境交換熱能，來(lái)保持體溫恒定。當(dāng)氣溫高于人體皮膚溫度時(shí)，不利于人體熱量散發(fā)，人體就會(huì)通過(guò)出汗來(lái)散熱;當(dāng)氣溫低于人體皮膚溫度時(shí)，人體通過(guò)產(chǎn)生熱或減少熱量散發(fā)保持體溫恒定。

2.2風(fēng)對(duì)人體舒適度的影響

風(fēng)對(duì)人體的熱平衡有直接影響，風(fēng)會(huì)加速空氣流動(dòng)，促進(jìn)人體與空氣熱量交換，所以天熱時(shí)風(fēng)能給人舒適感，但當(dāng)氣溫>36℃時(shí)，人體表溫度會(huì)通過(guò)風(fēng)流動(dòng)而上升，不利于人體與空氣熱量交換，當(dāng)氣溫較低時(shí)，風(fēng)能使機(jī)體散熱加快，加劇人體不舒適感。風(fēng)速每增加1 m/s，會(huì)使人感到氣溫下降2～3℃，風(fēng)越大散熱越快，人就越感到寒冷不適。

2.3濕度對(duì)人體舒適度的影響

氣溫適中時(shí)，濕度對(duì)人體舒適度影響并不顯著。當(dāng)氣溫較高或較低時(shí)，其波動(dòng)對(duì)人體熱平衡就變得非常重要。如氣溫在15℃時(shí)，即使相對(duì)濕度波動(dòng)達(dá)60%，對(duì)人體的影響也僅為氣溫變化1℃作用。而當(dāng)溫度在21～27℃時(shí)，若相對(duì)濕度波動(dòng)達(dá)60%時(shí)，人體散熱量就有明顯差異。當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，濕度增大會(huì)加劇人體對(duì)熱的感覺(jué)，當(dāng)環(huán)境溫度較低，尤其冬季天氣陰冷潮濕時(shí)，空氣中相對(duì)濕度較高，加速機(jī)體散熱，寒冷不適也會(huì)更加明顯。

3舒適度指數(shù)計(jì)算及等級(jí)劃分

3.1舒適度指數(shù)公式

影響人體舒適度的因素很多，如體感溫度、太陽(yáng)輻射等，但氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速這3個(gè)氣象要素對(duì)人體舒適度影響最大。該研究主要考慮氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速這3個(gè)氣象要素的影響，并遵守氣象部門常用生活氣象指數(shù)等級(jí)的劃分，在一系列公式篩選和比對(duì)之后，最終采用舒適度指數(shù)計(jì)算方法：

其中，K是舒適度指數(shù)，T是最高氣溫，U是相對(duì)濕度，V是風(fēng)速。

3.2舒適度指數(shù)預(yù)報(bào)方法

提取短期天氣預(yù)報(bào)要素（天氣現(xiàn)象、T=最高氣溫），中央氣象臺(tái)天氣預(yù)報(bào)要素（U=14時(shí)相對(duì)濕度，V=14時(shí)風(fēng)速，TC=總云量，LC=低云量），利用公式（1）計(jì)算舒適度指數(shù)。此公式對(duì)于晴天預(yù)報(bào)效果較好，但對(duì)陰天及有降水天氣計(jì)算結(jié)果并不精確，因此考慮氣溫預(yù)報(bào)、相對(duì)濕度預(yù)報(bào)及風(fēng)速預(yù)報(bào)均可能出現(xiàn)一定誤差，根據(jù)季節(jié)和特殊天氣訂正。

①根據(jù)季節(jié)進(jìn)行舒適度調(diào)整：冬季舒適度指數(shù)為3～4級(jí)，春季為1～3級(jí)，夏季為2～4級(jí)，秋季為1～3級(jí)。②特殊天氣對(duì)舒適度指數(shù)判定：春季污染、大風(fēng)、沙塵，秋季重污染天氣，則舒適度指數(shù)為4級(jí);如果預(yù)報(bào)日出現(xiàn)陰天或降水天氣（日最高氣溫可能預(yù)報(bào)為當(dāng)天20：01氣溫，第2 d白天氣溫并不能在報(bào)文體現(xiàn)，一般參考系統(tǒng)預(yù)報(bào)11和14 h總云量、氣溫等），春、秋季舒適度指數(shù)則為3級(jí)，夏季舒適度指數(shù)為2級(jí)。

4承德市人體舒適度年評(píng)價(jià)

承德市屬中溫帶大陸性季風(fēng)型、半干旱半濕潤(rùn)山地氣候，四季分明，季節(jié)特征差異顯著，氣溫年較差較大，如2015年月最高氣溫37.6℃，最低氣溫-23.7℃，各月平均氣溫舒適度和最高氣溫平均舒適度、最低氣溫平均舒適度見(jiàn)表1。

5承德市人體舒適度日評(píng)價(jià)

承德市晝夜溫差大，如2015年平均氣溫日較差13℃，平均氣溫9.5℃，年極端最高氣溫達(dá)37.6℃，年極端最低氣溫達(dá)-17.5℃，用日平均描述人體舒適度并不客觀，選取時(shí)段平均人體舒適度供參考，如2017年5月7日日較差達(dá)24.3℃，氣溫日變化及人體舒適度見(jiàn)表2。

6結(jié)語(yǔ)

從氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速這3個(gè)氣象要素進(jìn)行人體舒適度計(jì)算，考慮氣溫預(yù)報(bào)、相對(duì)濕度預(yù)報(bào)及風(fēng)速預(yù)報(bào)均可能有一定誤差，需根據(jù)季節(jié)和特殊天氣進(jìn)行指數(shù)訂正。由于影響人體舒適度的因子還有很多，如環(huán)境差異、太陽(yáng)輻射、體感溫度、著裝等，目前計(jì)算方法還有待進(jìn)一步研究和完善。

參考文獻(xiàn)

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責(zé)任編輯：鄭丹丹