晉江國際馬拉松賽氣象條件分析及風險評估*

楊舒琳 王聰曉 葉曉冰

(1.福建省晉江市氣象局，福建 泉州 362200；2.福建省永春縣氣象局，福建 泉州 362600)

馬拉松是國際上非常普及的長跑比賽項目，晉江國際馬拉松賽從2016年起至今已連續舉辦了五屆，由中國田徑協會、福建省體育局和晉江市人民政府聯合主辦，已成為我國最具影響力和國際知名度的馬拉松賽事之一，也是晉江的大型品牌賽事之一。2019年晉江文旅國際馬拉松賽有來自中國、加拿大、法國等20個國家和地區的近1.5萬名運動員參賽，是一場高規格、大規模、高質量的賽事。

晉江國際馬拉松比賽路線大部分位于市區交通要道和大型商業廣場范圍內，人員密集、交通環境復雜且全程均位于室外。氣象條件是影響馬拉松賽事舉辦的重要因素，Timo Vihma[1]統計分析了1980—2008年斯德哥爾摩馬拉松比賽成績與天氣的關系，發現氣溫、風速、相對濕度、絕對濕度、太陽長短波輻射及降雨均會影響參賽者的成績；翁錫全等[2]、趙婧姝等[3]分析了氣候條件對體育運動的影響，發現霧濕天氣對運動能力有不利影響，環境溫度和濕度對運動能力的負面影響有協同作用；武雪蓮[4]分析了近10年來世界著名馬拉松賽事的競賽成績和同期天氣數據，確定出各氣象因子在不同類別下對馬拉松比賽成績影響的差異。因此氣象服務保障被列為馬拉松賽事的重點任務之一。

馬拉松全程距離為42.195km，比賽時長為2～5小時，屬于高強度運動[4]。馬拉松賽程是對人類體能的極限挑戰，對專業技能和身體素質要求較高，其成績受氣象因素影響也很大。不同天氣對馬拉松比賽的籌備、開展及完賽都有很大影響，晉江國際馬拉松賽的氣象服務工作是晉江氣象服務的重要任務之一，做好賽事氣象服務具有重要意義。根據賽事主辦方要求，鑒于前期地方政府已綜合考慮各方因素確定賽事舉辦月份在12月，本文主要分析晉江12月份天氣氣候特征，確定12月內馬拉松賽的最佳比賽時間，為主辦方提供決策建議。

1 資料來源

利用晉江國家氣象觀測站1960—2020年近61年12月逐日氣溫、風速、相對濕度、降水量等氣象觀測資料以及2005—2020年12月逐小時的氣溫、風速、相對濕度、降水量等觀測資料。雷暴、冰雹、大霧、大風、中雨及以上降水等高影響天氣通過統計分析晉江國家站近61年年報表文件及逐日降水觀測資料獲得。

2 氣象因素對馬拉松賽的影響

與馬拉松比賽密切相關的氣象要素有平均氣溫、最高氣溫、相對濕度、平均風速、最大風速和降水量等，基于國內外在該領域的相關研究結論以及夏廉博[5]、John Humphreys[6]等論著的研究成果，本文總結出以下氣象要素閾值標準。

2.1 氣溫

研究表明，馬拉松比賽受溫度影響很大，高溫天氣不利于馬拉松運動員真實水平的發揮。氣溫偏高，運動員出汗太多，會導致流失大量水分和礦物質，體能消耗加大，易導致中樞神經疲勞，肌肉活動能力降低。氣溫偏低，運動員會誘發運動性哮喘；肌肉活動不開，筋腱緊張，易扭傷；身體僵硬造成動作不協調，不利于提高成績[7]。

氣溫適宜，則體能效率高，有助于運動員充分發揮自身水平，最適宜氣溫約為15～22℃[7]。

2.2 相對濕度

相對濕度會影響體熱散發、排汗和鹽分及水的代謝。馬拉松是需氧量和排汗量都較大的運動，濕度過大，人體排汗和散熱能力下降，運動員易感到郁悶、疲勞，加大體能消耗，造成運動能力降低。濕度較低則導致排汗量增多，運動員易感到干渴，甚至發生脫水現象，使呼吸道受損。馬拉松比賽適宜的濕度是30%～60%，最適宜的濕度條件為 50%～60%[7]。

2.3 風速

風速會影響人的呼吸、新陳代謝、能量消耗等，進而影響體能的發揮[7]。風速對馬拉松比賽是雙刃劍，較小的風速通常有利于蒸發排汗，而較大的風速會對運動員比賽成績造成嚴重不利影響，影響馬拉松比賽的風速為大于8 m/s的強風[8]，較適宜的風速范圍是2～5m/s[9]。

2.4 降水

降水對比賽的影響取決于降水量的大小，大雨影響運動員的發揮，從而影響成績，小雨則更有助于創造好成績[8]。

3 結果與分析

3.1 晉江市12月天氣氣候背景及最佳比賽日期的選定

利用晉江國家觀測站1960—2020年近61年12月逐日氣象觀測資料進行分析，晉江市近61年12月逐日氣溫均呈現下降趨勢(圖1a)，逐日平均氣溫約在13～16.5℃范圍內，最高氣溫基本在16～21℃范圍內，均滿足馬拉松比賽適宜溫度13～25℃的條件；分析風速的范圍(圖1b)，平均風速在3.8m/s以下，滿足馬拉松賽的條件，最大風速在7m/s以下，未達到影響馬拉松比賽的強風速值。

逐日降水概率顯示(圖1d)，晉江市12月份的降水概率均小于30%，其中1～7日、9～13日、15～20日三個時段的降水概率都在20%以下；逐日平均降水量分析表明(圖1c)，除9日、13日、30日外，其余時段降水量均小于2mm，而微量降水是馬拉松賽取得好成績的理想指標[10]。

(a)晉江市12月逐日氣溫分布 (b)晉江市12月逐日風速分布

從相對濕度方面考慮(圖略)，12月的逐日白天時段(08～20時)平均相對濕度基本在 57%～65%間，其中1～8日、22～25日兩個時段的相對濕度值均在60%以下，而逐日最小相對濕度則均在50%～60%。

綜上分析，12月的氣溫、風速滿足馬拉松比賽的條件，相對濕度，降水是影響12月份晉江市馬拉松比賽需考慮的主要氣象要素，綜合逐日白天時段相對濕度及逐日降水概率、平均降水量的變化，建議馬拉松賽安排在12月1～7日舉行。

3.2 晉江市馬拉松賽時間的選定

從2005—2020年12月逐小時的平均氣溫分布可以看出(圖2a)，氣溫最低值出現在每日上午6～7時，氣溫最高值出現在午后14時，氣溫在13～18℃內波動；由平均風速的分布可見(圖2b)，每日逐小時風速均小于3.5m/s，而逐小時相對濕度則在55%～70%內波動(圖2c)，10～16時濕度值均小于60%。從小時降水概率的分布狀況可見(圖2d)，逐時降水概率在4%～7%范圍內，一日當中逐時降水概率都很低，10～17時的降水概率均不大于5%。

(a)晉江市12月逐小時氣溫分布 (b)晉江市12月逐小時風速分布

根據往年比賽情況，馬拉松比賽持續時間一般不超過5小時，另外考慮到10時前相對濕度值僅略偏高于馬拉松賽適宜濕度上限值。綜合分析，建議馬拉松比賽安排在9～16時較適宜，其中9～10時相對濕度偏高在5%范圍內，且此時已日出，氣溫逐漸上升，人體感覺較為舒適，對賽事影響不大；比賽選擇在上午10時開始為最優，此時氣溫15.6 ℃左右，相對濕度為60%，降水概率僅5%，較為舒適。

根據馬拉松賽事對氣象條件的需求，通過以上對晉江市12月日期、時間的篩選，可基本確定12月1～7日及9～16時為最佳比賽時間段。

3.3 最佳比賽時間段內的高影響天氣及災害風險評估

分析統計晉江市1960—2020年近61年間12月可能出現的高影響天氣及其出現頻率，定義發生頻率在2%及以下的為風險極低，2%～20%的為風險較低。

3.3.1 雷暴、冰雹

短時強對流天氣會產生雷暴、冰雹等災害性天氣，會對馬拉松比賽的參賽運動員造成威脅，此種情形，通常會中止比賽[7]。統計晉江地區1960—2020年間歷年12月雷暴的出現頻率，61年間晉江12月平均雷暴日數為0.08天，出現雷暴的概率為0.3%，說明12月出現雷暴概率極少，發生風險極低。歷年12月則未出現過冰雹。

3.3.2 大霧

霧的大小直接影響能見度的高低；能見度低會造成運動員視線障礙而行為出錯[7]。有霧時，運動員會因吸入過多的水汽而影響氧氣的攝入，氣體交換功能下降，導致體能受限，從而影響比賽成績[7]。統計可得，晉江12月平均大霧日數為0.5天，出現概率為2%，發生風險極低。

3.3.3 5級及以上大風

統計晉江地區1960—2020年間12月8m/s(5級)及以上最大風的出現頻率，平均日數為5.9天，出現概率為19%，發生風險較低。

3.3.4 中雨及以上(含暴雨)

統計歷年數據，晉江61年來12月出現中雨及以上共58天，出現時段主要集中在12月中下旬(占89%)，平均日數為0.95天，出現概率為3%，發生風險較低；出現暴雨及以上共3天，分別出現在9日、13日、25日，平均暴雨日數(日平均降水量為73mm)僅為0.05天，出現概率為0.2%，發生風險極低。

綜上所述，12月作為向初冬季節轉換的時期，天氣條件相對穩定，該時期除中雨及以上降水，5級及以上大風災害發生風險為較低外，其他高影響天氣發生風險均極低，比較適合馬拉松賽事的舉辦?？赡苡绊戱R拉松賽的天氣主要是大風天氣和中雨及以上降水。

4 結論

①通過統計分析1960—2020年晉江市12月份主要氣象要素分布，選定晉江國際馬拉松最佳比賽日期為12月1～7日。

②晉江國際馬拉松賽安排在9～16時較適宜，并且選擇在上午10時開始為最優，此時相對濕度為60%，氣溫在15.6℃左右，降水概率僅5%，天氣條件比較舒適。

③在馬拉松開跑后的3～5小時比賽時段里，氣溫約在 15～18 ℃ 范圍內，相對濕度在56%～60%之間變化。

④分析歷史氣候資料，晉江國際馬拉松最佳比賽時間段內，出現雷暴、冰雹、大霧、暴雨等高影響天氣的風險極低，發生中雨及以上降水、5級及以上大風災害的風險較低，天氣條件總體有利于運動員正常發揮競技水平。另外，主辦方需采取適當措施做好防范大風及中等強度以上降水的準備。

⑤馬拉松比賽是對氣象要素和天氣條件較為依賴的一種戶外大型運動賽事[11]。提前評估馬拉松賽時段內的氣象要素及高影響天氣發生風險，分析氣候條件，是做好賽事氣象保障服務工作的重要前提，同時也為地方政府和賽事主辦方確定最終比賽時間段，并采取相應的高影響天氣防范措施提供了重要依據。