基于體感溫度的滄州市中暑氣象風險等級研究

摘 要：中暑的發生主要與氣溫、風速、相對濕度有關。為研究滄州地區基于體感溫度的中暑氣象風險等級劃分，選取滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對濕度和平均風速等數據資料，分析單要素下和體感溫度模型下的滄州市高溫特征，通過計算滄州市中暑氣象風險等級的體感溫度閾值，劃分中暑氣象風險等級。結果表明：滄州市5—8月的月平均最高氣溫波動范圍在5 ℃以內，整體呈現上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.05，趨勢線擬合程度≤0.07，整體呈中部地區偏高、東部地區略低的分布趨勢；滄州市5—8月的月平均體感溫度波動范圍在5 ℃以內，各縣市最高氣溫整體呈現上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.07，趨勢線擬合程度≤0.09，各縣市體感溫度整體呈西部地區偏高、東部地區略低的分布趨勢。

關鍵詞：體感溫度；中暑；氣象風險等級

中圖分類號：P463 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）09–0-03

高溫氣象風險大多選擇以最高氣溫作為單一變量進行研究[1]。一般情況下，以35 ℃作為高溫天氣的閾值，但高溫天氣是一個連續的天氣過程，對人的影響具有滯后性[2]。因此不能僅以35 ℃作為高溫天氣衡量標準。此外，部分學者利用百分位指數法，將最高氣溫的90%分位數作為高溫天氣的閾值，以此評估高溫風險特征[3-8]。以上研究或未考慮到其他氣象條件對高溫風險的影響，或僅從城市抗風險角度出發，未考慮到人體熱感受，均存在片面性。

中暑是夏季常見的疾病，與氣象存在一定的聯系。中暑的發生主要與氣溫、風速、相對濕度等氣象條件有關，而勞動強度、強輻射時間、體質水平等也是重要因素。其中，氣象條件起著關鍵性的作用[9-13]。夏季，人體散熱主要通過皮膚進行，而在高溫高濕或強輻射的氣象條件下，人體散熱受阻，導致人體體溫調節失調、正常生理功能障礙，從而出現中暑的癥狀。實踐證明，高溫天氣易導致中暑，但在濕度較大，風速較小時，人們在氣溫不太高的環境也有可能出現中暑的現象。因此，基于氣溫、風速和相對濕度計算的體感溫度更能表征人體真實的熱感受[14-15]。

1 資料與方法

1.1 數據來源

采用河北省滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對濕度和平均風速等數據進行研究。

1.2 研究方法

1.2.1 炎熱指數計算

中國氣象局2023年12月1日實施的《高溫中暑氣象等級》（QX/T671—2023）中，以炎熱指數劃分中暑氣象風險等級。計算公式為：

It=1.8×Tmax-0.55×（1.88×Tmax-26）×（1-RH）+32（1）

式（1）中：It為炎熱指數，Tmax為日最高氣溫（℃），RH為日平均相對濕度（%）。

其中，當相對濕度RH＜60%時，統一調整為60%。

1.2.2 體感溫度計算

體感溫度的經驗公式為：

AT=1.07T+0.2e-0.65V-2.7（2）

e=×6.105×exp（3）

式（2）、（3）中：AT為體感溫度（℃），T為最高氣溫（℃），e為水汽壓（hPa），V為平均風速（m/s），RH為相對濕度（%）[16-17]。

2 結果分析

2.1 最高溫度特征分析

調查收集2000—2019年5—8月的最高溫度數據，并對數據進行統計分析發現，5月月平均最高氣溫在26.1～30 ℃波動，2001—2006年月平均最高氣溫整體呈下降趨勢，2006年以后月平均最高氣溫呈現波動上升趨勢，2017年達到最大值（30 ℃）；各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為1.4 ℃，最大差值為2004年的2.2 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢相一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布呈西高東低，最大差值為1 ℃，其中，任丘市月平均最高溫度值最大，為28.2 ℃。

6月月平均最高氣溫范圍為29.2～33.7 ℃，2000—2004年最高氣溫呈下降趨勢，至2005年時顯著上升，且達到二十年來的極大值（33.7 ℃）。而后2005—2008年又呈明顯下降趨勢，2008年達到最低值（29.2 ℃），2009年顯著上升。2009—2014年呈波動下降趨勢，2014年以后呈明顯上升趨勢；各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為1.4 ℃，最大差值為2019年的2.3 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.1 ℃，其中，獻縣月平均最高溫度值最大，為32.2 ℃。

7月月平均最高氣溫在30.4～34.2 ℃波動，2000—2004年最高氣溫呈下降趨勢，2005年時顯著上升，2006年以后呈現波動上升趨勢。各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為1.1 ℃，最大差值為2018年的1.5 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布整體呈西高東低之勢，最大差值為0.6 ℃，其中，任丘市月平均最高溫度值最大，為32.5 ℃。

8月月平均最高氣溫在29～32.5 ℃波動，2002—2012年整體呈下降趨勢，2013年顯著上升，達到最大值32.5℃。2013年以后整體呈下降趨勢。各縣市月平均最高氣溫相差不大，平均差值為0.9 ℃，最大差值為2002年的1.3 ℃，整體變化趨勢與全市月平均最高氣溫變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布整體呈中部地區高、周邊低的趨勢，最大差值為0.4 ℃，其中，任丘市月平均最高溫度值最大，為30.7 ℃。

2.2 體感溫度特征分析

滄州市5月月平均體感溫度在26.8～31.8 ℃波動，2001—2006年月平均體感溫度整體呈下降趨勢，2006年以后月平均體感溫度呈現波動上升趨勢，2017年達到最大值（31.8 ℃）。各縣市月平均體感溫度平均差值為2.1 ℃，最大差值為2002年的3.2 ℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.7 ℃，其中，肅寧縣月平均體感溫度值最大，為29.8 ℃。

6月月平均體感溫度范圍在32.9～37.5 ℃，2000—2004年體感溫度呈下降趨勢，到2005年時顯著上升，且達到二十年來的極大值（37.5 ℃），而2005—2008年又呈明顯下降趨勢，2008年達到最低值（32.9 ℃），2009年顯著上升，2009—2014年呈下降趨勢，2014年以后呈明顯上升趨勢。各縣市月平均體感溫度平均差值為2.2 ℃，最大差值為2019年的3.1 ℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.6 ℃，其中，肅寧縣、吳橋縣月平均體感溫度值最大，為35.7℃。

7月月平均體感溫度在35.4～39.6 ℃波動，2000—2004年體感溫度呈下降趨勢，2005年時顯著上升，2006年以后呈現波動上升趨勢。各縣市月平均體感溫度平均差值為1.7 ℃，最大差值為2006年的2.8 ℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢，最大差值為1.3 ℃，其中，肅寧縣月平均體感溫度值最大，為37.9 ℃。

8月月平均體感溫度在33.5～38.1 ℃波動，2002—2012年呈整體下降趨勢，2013年顯著上升，達到最大值38.1℃，2013年以后又呈整體下降趨勢。各縣市月平均體感溫度平均差值為1.4 ℃，最大差值為2002年的2.3℃，整體變化趨勢與全市月平均體感溫度變化趨勢一致。各縣市多年平均體感溫度值分布整體呈西高東低之勢，最大差值為1 ℃，其中，吳橋縣月平均體感溫度值最大，為36 ℃。

2.3 基于體感溫度的滄州市中暑氣象風險等級劃分

根據炎熱指數分位數閾值劃分的中暑氣象風險等級標準，結合滄州市實際，構建基于體感溫度的滄州市中暑氣象風險等級標準（表1）。

統計2020—2023年39個高溫日的日最高氣溫、相對濕度和平均風速，分別計算出基于炎熱指數和體感溫度的中暑氣象風險等級，對比2種方法所得出的中暑氣象風險等級結果（表2）。

根據表2可以看出，基于炎熱指數計算出Ⅰ級中暑共215站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅰ級的有106站次，占比49.30%；Ⅱ級有58站次，占比26.98%；Ⅲ級有34站次，占比15.81%；Ⅳ級有14站次，占比6.51%；未發生中暑的有3站次，占比1.40%。

基于炎熱指數計算出Ⅱ級中暑共158站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅰ級的有1站次，占比0.63%；Ⅱ級有94站次，占比59.49%；Ⅲ級有33站次，占比20.89%；Ⅳ級有24站次，占比15.19%；未發生中暑的有6站次，占比3.80%。基于炎熱指數計算出Ⅲ級中暑共102站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅱ級有3站次，占比2.94%；Ⅲ級有69站次，占比67.65%；Ⅳ級有16站次，占比15.69%；未發生中暑的有14站次，占比13.73%。

基于炎熱指數計算出Ⅳ級中暑共48站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅲ級有2站次，占比4.17%；Ⅳ級有42站次，占比87.5%；未發生中暑的有4站次，占比8.33%。

基于炎熱指數計算出未發生中暑的共62站次。其中，基于體感溫度計算為Ⅳ級有1站次，占比1.61%；未發生中暑的有61站次，占比98.38%。

2種計算方式得出的中暑氣象風險等級一致性達63.59%，等級相差一級的占比為20.17%。整體而言，基于體感溫度得出的中暑氣象風險等級基本低于基于炎熱指數得出的中暑氣象風險等級。

3 結論

以體感溫度為研究對象，利用滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對濕度和平均風速等數據資料，分析單要素下和體感溫度模型下的滄州市高溫特征，并通過計算滄州市中暑氣象風險等級的體感溫度閾值，劃分了中暑氣象風險等級。

（1）2000—2019年滄州市5—8月的月平最高氣溫波動范圍在5 ℃以內，整體呈現上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.05，趨勢線擬合程度≤0.07。各縣市月平均最高氣溫相差范圍為0.9～1.5 ℃，逐年變化趨勢與全市平均變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫差值在0.4～1.1 ℃，整體呈中部地區偏高、東部地區略低的分布趨勢。

（2）2000—2019年滄州市5—8月的月平體感溫度波動范圍在5℃以內，整體呈現上升趨勢，但趨勢不顯著，趨勢線斜率≤0.07，趨勢線擬合程度≤0.09。各縣市月平均最高氣溫相差范圍為1.4～3.1 ℃，逐年變化趨勢與全市平均變化趨勢一致。各縣市多年平均最高氣溫差值在1～1.7 ℃，整體呈西部地區偏高、東部地區略低的分布趨勢。

（3）滄州市基于體感溫度的中暑氣象風險等級劃分標準相較于炎熱指數得出的中暑氣象風險等級整體偏低一個等級。

參考文獻

[1] 張嘉儀，錢誠.1960—2018年中國高溫熱浪的線性趨勢分析方法與變化趨勢[J].氣候與環境研究，2020，25（3）：225-239.

[2] 談建國.氣候變暖、城市熱島與高溫熱浪及其健康影響研究[D].南京：南京信息工程大學，2008.

[3] 楊明燦，楊荔珊，陳苑旻.寧德地區夏季體感溫度差異及其變化趨勢分析[J].農業災害研究，2017，7（3）：35-36.

[4] 劉晶，陳晨，王彥文，等.基于“中暑”百度搜索指數評價濟南市高溫熱浪健康風險預警模型[J].山東大學學報（醫學版），2023，61（6）：103-108.

[5] 陳麗，宮志敏，應圣潔，等.2013—2018年上海市閔行區高溫中暑與高溫熱浪的關系[J].上海預防醫學，2021，33（8）： 726-731.

[6] 孫仕強，鹿文涵，郭建民，等.2012—2016年寧波市中暑流行特征及熱浪對其影響分析[J].氣象與環境學報，2019，35 （1）：66-71.

[7] 許明佳，程薇.2010—2014年上海市金山區高溫中暑流行特征及其與氣溫的關系[J].職業與健康，2015，31（19）：2657-2659，2663.

[8] 王珊，鞏在武，魏俊濤，等.2011年西安世園會中暑氣象條件分析及預報[J].陜西氣象，2012（3）：8-11.

[9] 沈皓俊，游慶龍，王朋嶺，等.1961—2014年中國高溫熱浪變化特征分析[J].氣象科學，2018，38（1）：28-36.．

[10] 駱月珍，石蓉蓉，陳海燕.人體舒適度預報中體感溫度的引進、修正及應用[J].浙江氣象，2002（3）：19-22.

[11] 楊文婷，王汶.基于體感溫度的中國戶外高溫風險分布研究[J].氣候與環境研究，2021，26（6）：637-647.

[12] 劉璟瑜.空氣濕度和風對體感溫度的影響[J].河南氣象， 2003（3）：34.

[13] 朱壽燕，郜統哲，王亮，等.體感溫度計算方法研究[J].科技創新與應用，2020（22）：116-117.

[14] 盛也，商建，裔傳祥，等.鹽城地區近20年體感溫度變化特征及舒適度分析[J].農業災害研究，2021，11（5）：31-32.

[15] 姚鎮海，姚葉青，王傳輝，等.1987—2016年安徽省暑期體感溫度時空變化特征[J].干旱氣象，2019，37（3）：454-459.

[16] 程玉斌.基于長治地區夏季高溫天氣的體感溫度預報研究[J].現代農業科技，2014（18）：241-242.

[17] 侯學文，李廣益，孫曉晨，等.淄博市2018年高溫中暑發病特征及其與氣象因子相關性分析[J].職業衛生與應急救援，2020，38（6）：616-620.

收稿日期：2024-06-11

作者簡介：陳佳鑫（1996—），男，江蘇南通人，助理工程師，研究方向為氣象災害防御。