王 藝,藍 求,張凌云,李雯雯,張 辛
(柳州市氣象局,柳州 廣西 545002)
人體舒適度指數是為了從氣象角度來評價在不同氣候條件下人的舒適感,根據人類機體與大氣環境之間的熱交換而制定的生物氣象指標,該指標綜合考慮了氣溫、濕度、風速等氣象要素對人體舒適感的影響。近些年來,隨著旅游業的發展,對城市氣候環境氣象服務提出了更高更具體的要求,人體舒適度預報成為氣象預報服務里最重要的項目之一。人們對舒適度的關注始于20世紀40年代,1945年Brunt[1]討論了氣候和人體舒適度的關系,1947年有學者根據熱感覺指標提出了實感氣溫的概念,后來許多研究分別就某一種或多種氣象要素對人體舒適感的影響進行描述。中國關于舒適度的研究起步較晚,計算方法基本都是幾種傳統方法的變形,目前人體舒適度相關研究及預報多見于北京、東部沿海和西部旅游城市[2-9]。由于國內各區域的氣候差異較大,南方地區人體舒適度預報需經過一段時間的試用調整和完善[10],李源等[11]根據人體皮膚散熱方式、代表人群具體感受提出了一套計算舒適度指數方案,該方法在武漢的應用比較成功。而在兩廣地區對舒適度的評價也在部分區域開展過[12-18],蘇志采用溫濕指數、風效指數和著衣指數評價潿洲島的旅游舒適度[12],李艷蘭研究過西江流域旅游舒適度時空分布特征[19]。柳州市近年圍繞建設旅游名城這一目標大力發展旅游產業,加大旅游開發建設力度,此時對柳州境內的旅游舒適度進行評價是具有意義的。
采用柳州市區、三江、融安、融水、柳城、鹿寨、柳江7個國家基本觀測站逐日常規觀測資料,數據來自柳州市氣象局資料室,時間長度為1986年1月-2015年12月,使用數據包括小時氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、小時相對濕度、小時風速等。
式(1)為人體舒適度的計算方案,該公式以李源等[11]的計算方案為基礎,并結合柳州當地的具體情況從資料選取上進行了改進。其等級標準見表1。

式(1)中,TM為小時最高氣溫(℃);Tm為小時最低氣溫(℃);Ta為小時平均氣溫(℃);f為小時平均相對濕度(%);u為小時平均風速(m·s-1) 。
該方法先后在武漢、深圳得到成功應用[10-11],與其他方法相比,該方法計算要素較為完整,包括風、濕、溫數據;按照最高氣溫的不同范圍進行了算法的細化,對不同天氣更有針對性。

表1 人體舒適度級別及其特征
原計算方案中各氣象要素為小時數據,在本文的統計計算中,①提取了1986-2015年30a的逐日02、08、14、20時的四個時次數據,處理成日平均風速,平均濕度、平均溫度數據,用來計算逐日的舒適度指數。②在此基礎上對日數據做均值處理,得到逐月的平均風速,平均濕度、平均溫度,平均最高和最低氣溫,計算柳州7站30a平均月舒適度指數。③把月數據處理成春季(3、4、5 月)、 夏季(6、7、8月)、秋季(9、10、11 月),冬季(12,第二年 1、2 月),以及年均數據,計算季節舒適度指數和年舒適度指數的統計,并在此基礎上差值進行了空間分布的分析。
柳州市地處桂中北部,屬中亞熱帶季風氣候,夏半年盛行偏南風,高溫、高濕、多雨,冬半年盛行偏北風,寒冷、干燥、少雨。夏長冬短、雨熱同季,光、溫、水氣候資源豐富,但地區差異較大,北部各縣具有較明顯的山地氣候特征。從圖1年平均舒適度來看,柳州市境內各縣(區)的舒適度都為感覺較舒適和舒適。柳州市30a來舒適度指數整體呈上升趨勢,趨近于人體感覺很好。說明這幾年柳州市境內的舒適度在逐漸提升。

圖1 柳州市區和六縣逐年舒適度指數變化(1986-2015年)
通過計算逐日舒適度指數,并對每年的不同等級的舒適度進行劃分。本文對2~5級也就是舒適度指數≥30℃的天定義為感覺熱,-1~1級的舒適度指數定義為感覺舒適,-2~-5級定義為感覺冷。并分別對這三類舒適度指數逐年天數進行統計。從統計結果來看,每年舒適度指數在熱以上天數29d/a~105d/a,其中三江縣最少鹿寨縣最多。感覺舒適的天數 193d/a~279d/a,其中鹿寨縣最少柳江縣最多。 每年感覺冷天數 32d/a~98d/a,其中柳州市區、柳江縣最少三江縣最多。
圖2(見彩頁)為柳州1986-2015年30a平均的不同地區感覺舒適、冷、熱的日數空間分布。由圖2可以看出全市感覺舒適在229~241d/a之間,從分布來看三江、融水、柳江、柳城、柳州的西部地區舒適日數較多,東部以鹿寨縣為中心舒適日數最少;感覺熱的天數在44~82d/a之間,柳州東南面以鹿寨為中心最多;感覺冷的天數在50~80d/a之間,最多的地方集中在北部縣區。
圖3(見彩頁)是柳州30a季節平均舒適度指數分布,從統計結果來看,柳州春(3-5月)、秋(9-11月)兩季的舒適度指數都在舒適范圍;夏季(6-8月)舒適度指數在融安大部地區、柳城、鹿寨、柳江和市區均為熱,而北部的融水、三江縣城較為舒適;冬季(12月到次年2月)柳城以北地區人體感覺冷,并且舒適度自南向北遞減。
綜上所述,柳州的年舒適日數較多,全境都達到229d以上,占全年的約2/3的時間,柳州市的舒適度有逐年遞增的趨勢。
從空間分布看,舒適日數最多的區域在柳州市區、三江、融水、柳城、柳江西側;綜合年炎熱天數和寒冷天數分布看,融水的南部和柳城是溫度適宜,人體舒適度指數最舒適的區域。
柳州市旅游資源豐富,一年四季都有適合旅游的地方,每年的氣候舒適,人體舒適度在春季、秋季柳州境內地區比較舒適,特別是4月紫荊花節,10月的黃金周,是旅游的黃金時期,全市都非常適合旅游。炎熱的夏季,傳統意義上認為不適合旅游,但是柳州的融水、三江海拔較高的山區,人體舒適度還是較為舒適的,山區由于氣溫不高,非常舒適,可針對開發山區的避暑游。而寒冷的冬季,溫度是旅游舒適度的主要影響因子,從人體舒適度的來看,柳州市區和柳江區大部地區還是較舒適的,這些都為有關部門合理開發旅游資源提供了依據。
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