成都夏季氣候特征分析及其對(duì)大運(yùn)會(huì)的影響

摘 要：成都作為西部成都平原的核心地帶，需要研究成都?xì)夂蛱卣鳎虻刂埔说靥岢鲞m合成都地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的建議，更好地推動(dòng)成都“世界生態(tài)田園城市”的建設(shè)。通過(guò)線性傾向估計(jì)、Mann-Kendall和 Morlet小波分析等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)成都1960—2022年的夏季氣候特征進(jìn)行分析，并利用溫濕指數(shù)探討成都夏季氣候?qū)Υ筮\(yùn)會(huì)的影響，結(jié)果表明：成都夏季氣溫呈現(xiàn)西北低東南高的水平分布特征，在時(shí)間序列上呈現(xiàn)升—降—升的變化，且存在明顯的5年和9年的準(zhǔn)周期變化特征。1962年以后，成都夏季降水量呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，且存在明顯的14年和28年的準(zhǔn)周期變化特征。成都大運(yùn)會(huì)賽事活動(dòng)期間，成都大部時(shí)間為高溫高濕天氣，人體舒適度為不舒適，因此成都夏季氣候?qū)κ彝獾捏w育賽事活動(dòng)具有一定的影響。

關(guān)鍵詞：夏季降水；氣溫；大運(yùn)會(huì)；溫濕指數(shù)；成都

中圖分類(lèi)號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）02–0-03

成都地處四川盆地西部、青藏高原東緣，東北與德陽(yáng)市、東南與資陽(yáng)市毗鄰，南面與眉山市相連，西南與雅安市、西北與阿壩藏族羌族自治州接壤。作為西部成都平原的核心地帶，成都具有優(yōu)越的自然條件和悠久的歷史文化，也是西南地區(qū)中心城市，屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，光照充足，雨量豐沛，具有良好的生態(tài)環(huán)境。因此，對(duì)成都?xì)夂蛱卣鬟M(jìn)行研究，對(duì)因地制宜地制定適合成都地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)的策略具有重要作用，能夠更好地推動(dòng)成都“世界生態(tài)田園城市”建設(shè)[1-2]。

當(dāng)前，已有學(xué)者對(duì)四川盆地的氣候變化進(jìn)行了研究，并取得了一些成果。馬振鋒等[3]研究西南地區(qū)氣候變化特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，1961—2000年四川盆地年降水量呈減少趨勢(shì)，部分區(qū)域的氣溫變化與全球氣候變暖存在非同步性。任國(guó)玉等[4-5]發(fā)現(xiàn)，就年降水量趨勢(shì)系數(shù)來(lái)看，自1956年以來(lái)四川盆地中西部地區(qū)年降水量總體呈下降趨勢(shì)。陳超等[6]研究表明，近50年來(lái)（1961—2007年）四川盆地年降水量整體呈下降趨勢(shì)，年際間波動(dòng)較大，20世紀(jì)60～80年代以偏多為主，其余年代以偏少為主，1990年以后降水顯著下降。呂曉娜等[7]通過(guò)對(duì)成都地區(qū)年平均溫度分析，得出成都20世紀(jì)70年代初溫度較高，以后趨于下降，年代溫度普遍較低，年代溫度呈上升趨勢(shì)。為進(jìn)一步揭示成都?xì)鉁氐臍夂蜃兓?guī)律及其成因，郝麗萍等[8-9]分析得出，成都市區(qū)近十多年來(lái)的持續(xù)快速升溫與成都市20世紀(jì)90年代以來(lái)越來(lái)越顯著的城市熱島效應(yīng)密切相關(guān)。邵遠(yuǎn)坤等[10]發(fā)現(xiàn)盆地西部近40年來(lái)降水的長(zhǎng)期變化有明顯減少的趨勢(shì)，盆地內(nèi)降水異常的一個(gè)顯著特征就是盆地西部與東部的反位相分布。盡管已有諸多研究表明了四川盆地的氣候特征，但由于測(cè)站搬遷、建站時(shí)間晚等原因仍舊缺少長(zhǎng)時(shí)間序列的實(shí)地觀測(cè)資料，因此對(duì)成都?xì)夂蛴绕涫窍募練夂蛱卣鞯难芯拷Y(jié)果還需要更長(zhǎng)時(shí)間序列的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行探討和更正。

2023年夏季成都成功舉辦世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)，在大運(yùn)會(huì)前和召開(kāi)期間，氣象工作者從各個(gè)方面對(duì)成都大運(yùn)會(huì)的天氣氣候進(jìn)行了詳細(xì)分析，圓滿完成了氣象保障工作。在大運(yùn)會(huì)結(jié)束后，仍有必要回顧大運(yùn)會(huì)期間的天氣氣候特征，尤其有必要對(duì)成都夏季天氣特征對(duì)室外賽事活動(dòng)的影響進(jìn)行歸納總結(jié)。氣溫和濕度與體育運(yùn)動(dòng)賽事具有密不可分的聯(lián)系，高溫高濕環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)員身體熱代謝和水鹽代謝易出現(xiàn)問(wèn)題，情緒也會(huì)受到影響。一般運(yùn)動(dòng)員高水平發(fā)揮的最佳溫度為15～

25 ℃，徑賽運(yùn)動(dòng)員高水平發(fā)揮的最佳溫度為17～20 ℃，

田賽運(yùn)動(dòng)員高水平發(fā)揮的最佳溫度是20～22 ℃，30 ℃以上的高溫不適宜馬拉松賽跑[11]。因此，擬對(duì)成都夏季氣候特征進(jìn)行研究，并在此基礎(chǔ)上分析2023年大運(yùn)會(huì)期間成都的天氣氣候特征，進(jìn)一步討論了成都夏季天氣特征對(duì)室外賽事活動(dòng)的影響。

1 資料與方法

成都位于四川省中部，四川盆地的西部，位于102°54′～104°53′E和30°05′～31°26′N(xiāo)。以成都地區(qū)的14個(gè)氣象站（金堂、郫都、龍泉驛、簡(jiǎn)陽(yáng)、大邑、邛崍、蒲江、新津、彭州、都江堰、溫江、崇州、雙流、新都）的逐日地面觀測(cè)資料為基礎(chǔ)，選取氣溫和降水2個(gè)主要?dú)庀笠刂笜?biāo)，采用線性傾向估計(jì)、Mann-Kendall和 Morlet小波分析方法，對(duì)1960—2022年成都地區(qū)夏季氣候變化特征及其對(duì)大運(yùn)會(huì)的影響進(jìn)行研究。

使用溫濕指數(shù)（Thermal Humidity Index，THI）判定大運(yùn)會(huì)期間成都的天氣情況對(duì)人體舒適度的影響，溫濕指數(shù)通常用于對(duì)夏季人體舒適度的判定，可以在一定程度上反映出人群對(duì)熱環(huán)境的感受及其工作時(shí)的身體狀態(tài)，其中為日最高氣溫，為日最小相對(duì)濕度。表1為T(mén)HI與人體舒適度的劃分標(biāo)準(zhǔn)。

2 成都夏季氣候特征

成都夏季氣溫整體呈現(xiàn)西北低東南高的水平分布特征（圖1a），其中都江堰市夏季氣溫為全市最低，簡(jiǎn)陽(yáng)市夏季氣溫為全市最高。對(duì)成都地區(qū)年平均氣溫進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化距平分析（圖1b）。以標(biāo)準(zhǔn)化距平±1作為年平均氣溫異常的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)氣溫顯著偏低年份即異常冷年主要集中在20世紀(jì)80～90年代，但氣溫最低年份為1976年，標(biāo)準(zhǔn)化距平達(dá)-2.2；氣溫顯著偏高年份即異常暖年主要在1998年以后，并且異常暖年的年平均氣溫隨著時(shí)間逐漸上升，2022年出現(xiàn)極端高溫情況，平均氣溫比常年平均氣溫顯著偏高，標(biāo)準(zhǔn)化距平達(dá)2.5。對(duì)1960—2022年成都地區(qū)的夏季平均氣溫進(jìn)行M-K檢驗(yàn)（圖1c），發(fā)現(xiàn)夏季平均氣溫在1960—1963年略微上升，而在1964—2007年間都呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中在1984—1995年呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，置信水平為95%。突變點(diǎn)發(fā)生在2012年，表明2012年后成都地區(qū)夏季氣溫出現(xiàn)了突變性增長(zhǎng)，并且2016年以后上升趨勢(shì)更加顯著，置信水平為95%。圖1d為成都地區(qū)的夏季平均氣溫的小波變換，反映了成都夏季平均氣溫具有多尺度的氣候變化特征。從圖1可以看出，夏季氣溫存在明顯的5年和9年的準(zhǔn)周期變化特征，9年的周期變化在整個(gè)時(shí)間序列上都存在，而5年的周期變化在20世紀(jì)60年代和20世紀(jì)90年代以后有較為明顯的周期變化特征。此外，成都夏季平均氣溫還具有準(zhǔn)20年的年代際變化特征。

成都地區(qū)的夏季降水空間分布整體呈現(xiàn)西高東低的分布特征（圖1e），其中蒲江縣夏季降水為全市最多，降水量在674 mm以上；都江堰市次之，簡(jiǎn)陽(yáng)市夏季降水量為全市最少，基本在500 mm以下。對(duì)成都地區(qū)年降水量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化距平分析（圖1f）。以標(biāo)準(zhǔn)化距平±1作為年降水異常的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)1960—2022年的年降水量呈先減少后增加的趨勢(shì)，其中1961年、1966年、1990年、2013年、2018年和2020年為降水異常偏多年，1991年和2006年為降水異常偏少年。對(duì)1960—2022年成都地區(qū)的年降水量進(jìn)行M-K檢驗(yàn)（圖1g），發(fā)現(xiàn)1962年以后，逐年的夏季降水量都呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，并且2008—2013年顯著減少，置信水平為95%；1963年夏季降水出現(xiàn)突變性減少。圖1h為成都地區(qū)的夏季降水的小波變換，反映了成都地區(qū)夏季降水的多尺度氣候變化特征。夏季降水量存在明顯的14年和28年的準(zhǔn)周期變化特征，表明夏季降水的代際變化特征比年際變化更加顯著。

3 成都大運(yùn)會(huì)期間成都?xì)夂蛱卣髋c人體舒適度分析

選取2023年7月20日—8月10日作為2023成都大運(yùn)會(huì)的研究時(shí)間段，圖2a為大運(yùn)會(huì)期間成都的氣溫變化特征，大運(yùn)會(huì)期間的氣溫基本上高于多年夏季日平均氣溫，僅在7月27日日平均氣溫偏低；7月23日日平均氣溫最高，為30 ℃。在整個(gè)賽事活動(dòng)期間（7月28日—8月10日），日平均氣溫呈現(xiàn)前期與后期氣溫偏高、中期氣溫偏低的特征。由于大運(yùn)會(huì)賽事場(chǎng)館在成都市內(nèi)大部地區(qū)均有分布，因此進(jìn)一步分析大運(yùn)會(huì)期間各區(qū)縣的日平均氣溫。圖2b為大運(yùn)會(huì)期間各區(qū)縣的日平均氣溫距平值，從圖中可以看出在大運(yùn)會(huì)期間成都的日平均氣溫距平值均為正值，表明在大運(yùn)會(huì)期間成都?xì)鉁仄撸鞖馄珶帷４送猓麄€(gè)成都市內(nèi)的日平均氣溫分布還出現(xiàn)了顯著的地域差異，整體呈西低東高的特征，氣溫相對(duì)偏低的地區(qū)主要集中在西部沿山的區(qū)縣，其中都江堰的氣溫最低，崇州次之；氣溫偏高的地區(qū)主要集中在中部和東部區(qū)縣，其中簡(jiǎn)陽(yáng)最高。

圖2c為大運(yùn)會(huì)期間成都的降水量變化特征，從圖上可以看到大運(yùn)會(huì)期間成都的雨日數(shù)達(dá)到15 d，其中有6 d降水量超過(guò)多年平均日降水量，其中7月27日全市平均日降水量超過(guò)36 mm，8月9日次之。此外，在整個(gè)賽事活動(dòng)期間（7月28日—8月10日），前期降水量較少，后期略有增多，總體來(lái)說(shuō)在賽事活動(dòng)期間降水量均為小到中雨，對(duì)賽事活動(dòng)影響不大。進(jìn)一步對(duì)大運(yùn)會(huì)期間各區(qū)縣的日降水進(jìn)行分析。圖2d為大運(yùn)會(huì)期間各區(qū)縣的日降水量距平值（當(dāng)日降水量與1960—2022年多年日降水量的差值），在大運(yùn)會(huì)期間成都的日降水量距平值為-5～5 mm，其中崇州降水量最少，龍泉驛和蒲江次之；都江堰、大邑、邛崍和新都在大運(yùn)會(huì)期間的日降水與多年夏季日降水量相比差值為

±1 mm；金堂為所有區(qū)縣中日降水量最多的。

從成都大運(yùn)會(huì)期間的溫濕指數(shù)變化來(lái)分析人體舒適度（圖2），可以發(fā)現(xiàn)在溫濕指數(shù)THI≤26.6以下的有2 d，分別為7月26—27日，即7月26—27日的人體舒適度為較不舒適；THI≥29.5以上的為1 d，8月10日，人體舒適度為很不舒適；其余19 d的人體舒適度均為不舒適，表明在大運(yùn)會(huì)期間，成都大部時(shí)間為高溫高濕天氣，對(duì)室外的體育賽事活動(dòng)產(chǎn)生一定的影響。

4 結(jié)論

利用成都市近63年（1960—2022）的夏季逐日降水和氣溫資料，通過(guò)Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法對(duì)成都市夏季氣溫和降水的變化趨勢(shì)及其周期進(jìn)行研究，進(jìn)一步分析了2023大運(yùn)會(huì)期間成都的天氣情況及其對(duì)大運(yùn)會(huì)賽事的影響，可以得出以下3個(gè)方面的結(jié)論。

（1）成都夏季氣溫整體呈現(xiàn)西北低東南高的水平分布特征，其中都江堰市夏季氣溫為全市最低，簡(jiǎn)陽(yáng)市夏季氣溫為全市最高。在研究時(shí)間段內(nèi)，成都夏季平均氣溫1960—1963年略微上升，而1964—2007年都呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)，其中1984—1995年呈現(xiàn)顯著的下降趨勢(shì)，置信水平為95%。突變點(diǎn)在2012年，表明2012年以后成都地區(qū)夏季氣溫出現(xiàn)了突變性增長(zhǎng)，并且2016年以后上升趨勢(shì)更加顯著，置信水平為95%。成都?xì)鉁仫@著偏低年份即異常冷年主要集中于20世紀(jì)80～90年代，氣溫顯著偏高年份即異常暖年主要在1998年以后，并且異常暖年的年平均氣溫隨著時(shí)間逐漸上升，2022年出現(xiàn)極端高溫情況。夏季氣溫還存在顯著的5年和9年的準(zhǔn)周期變化特征。

（2）成都地區(qū)的夏季降水空間分布整體呈現(xiàn)西高東低的分布特征。1962年以后，逐年的夏季降水量都呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，并且2008—2013年顯著減少，置信水平為95%；1963年夏季降水出現(xiàn)突變性減少。此外，成都夏季降水量還存在明顯的14年和28年的準(zhǔn)周期變化特征，表明夏季降水的代際變化特征比年際變化更加顯著。

（3）在整個(gè)大運(yùn)會(huì)賽事活動(dòng)期間，成都?xì)鉁仄撸鞖馄珶幔麄€(gè)成都地區(qū)的日平均氣溫分布還出現(xiàn)了顯著的地域差異，整體呈西低東高的特征。前期降水量較少，后期略有增多，總體來(lái)說(shuō)在賽事活動(dòng)期間降水量均為小到中雨，日降水量距平值為-5～5 mm。從成都大運(yùn)會(huì)期間的溫濕指數(shù)變化來(lái)分析人體舒適度，發(fā)現(xiàn)在大運(yùn)會(huì)期間成都大部時(shí)間為高溫高濕天氣，對(duì)室外的體育賽事活動(dòng)具有一定影響。

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