江西省氣候舒適度的變化特征

蘇海報，王 璇，吳文心#，段雨欣，范從文

1.吉安市生態氣象重點實驗室，江西吉安 343000；2.上饒市氣象局，江西上饒334000

氣候條件是影響人類活動和生態環境的重要因子，研究表明：全球氣候變暖已經是不爭的事實，以溫度上升為主要特征的氣候變化，將對人居生態環境產生一定的影響[1-3]。氣候舒適度是以人類機體與近地大氣之間的熱交換原理為基礎，從氣象學的角度評價人類在不同氣候條件下舒適感的一項生物氣象指標，在生態環境氣象服務中占據重要的基礎性地位[4-5]。對于不同區域，由于其氣候環境和地理位置等條件的不同，所采用的評價方法也不盡相同，目前江西省在這方面的研究相對較少。因此，通過分析江西省1981—2020年的常規地面氣象要素數據，研究在氣候變暖背景下，該區域氣候舒適度的變化特征，旨在為當地人居生態環境和氣候舒適度氣象服務的開展提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

氣象資料來源于江西省氣象局，采用江西省1981—2020年的日平均溫度、平均相對濕度和平均風速等常規地面氣象要素的數據進行分析，為方便研究，根據緯度將江西省等分為贛北、贛中、贛南3個部分。

1.2 氣候舒適度的計算方法和等級標準

自Terjung[6-7]提出舒適度指數的概念后，各國研究人員陸續提出許多氣候舒適度的表征方法，本文選用我國氣象臺站常用的、也是近年來國內較流行的KSSD經驗公式計算氣候（人體）舒適度指數（CI），并以此表征氣候（人體）舒適度。CI是指在不特意采取任何防寒保暖或防暑降溫措施的前提下，人體在自然環境中的感覺是否舒適，及其達到了怎樣一種程度的描述[8]。具體計算公式如下：

式（1）中，CI為氣候（人體）舒適度指數，T為日平均溫度(℃)，RH為日平均相對濕度(%)，V為日平均風速(m/s)。

CI的等級標準參考已有不少研究，當CI≤50時冷不舒適，當50＜CI≤75時舒適；當CI＞75時熱不舒適[9]。

2 結果與分析

2.1 氣候舒適度指數的年、月變化特征

從圖1a可以看出，1981—2020年江西省（贛北、贛中、贛南）的氣候舒適度指數總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，氣候舒適度指數也逐漸趨向于越來越暖；氣候舒適度指數平均值，以贛南的61.7為最大、贛中的60.0次之、贛北的58.7最小，南北差異明顯。

從圖1b可以看出，氣候舒適度指數的月變化特征總體呈倒“V”形，即先上升、再下降，7月均達到峰值，1月為最低值贛北、贛中、贛南分別為39.2、41.4、45.9，南北差異較為明顯，且1—12月氣候舒適度指數基本為贛南＞贛中＞贛北。3—6月、9—11月氣候舒適度指數在50～75之間，舒適；12至翌年2月，即冬季，氣候舒適度指數位于50以下，冷不舒適；7—8月在75以上，熱不舒適，總體來看，江西省（贛北、贛中、贛南）的舒適月份相對較多。

圖1 氣候舒適度指數（CI）的年（a）、月（b）變化特征

2.2 舒適天數的年、月變化特征

從圖2a可以看出，1981—2020年江西省（贛北、贛中、贛南）舒適天數的年變化特征總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，舒適天數逐漸趨向于越來越多，且贛北和贛南的上升趨勢較為明顯。總體而言，舒適天數以贛南的253 d為最多、贛中的210 d次之、贛北的198 d最少，贛南比贛北多55 d，南北差異較為明顯。

從圖2b可以看出，江西省（贛北、贛中、贛南）舒適天數的月變化特征總體呈“M”形，即先上升、下降，再上升、下降，舒適天數是主要集中于4—6月、9—11月，其中5、10月的舒適天數最多，贛北、贛中、贛南在這2個月份的舒適天數均達到了31 d；其他月份舒適天數相對較少，尤其以1、2、12月舒適天數為最少，即傳統意義上的冬季，其中1月的舒適天數贛北、贛中、贛南分別為1、2、8 d。

圖2 舒適和不舒適天數的年（a）、月（b）變化特征

2.3 舒適天數的季節變化特征

從圖3可以看出，1981—2020年江西省（贛北、贛中、贛南）春季、秋季和冬季的舒適天數年變化特征總體呈波動上升趨勢，夏季總體呈波動下降趨勢。同時，可以發現冬季的舒適天數上升趨勢明顯，夏季的舒適天數減少趨勢明顯，這與氣候變暖有關，說明隨著氣候變暖，冬季的舒適天數將會逐漸增加，夏季將逐漸減少；春季和秋季的舒適天數變化幅度相對較小，說明氣候變暖對春季和秋季的舒適天數影響較小。春季舒適天數的平均值，以贛南的82 d為最多、贛中的76 d次之、贛北的71 d最少；夏季以贛南的56 d為最多、贛北的44 d次之、贛中的43 d最少；秋季以贛南的84 d為最多、贛中的78 d次之、贛北的76 d最少；冬季以贛南的31 d為最多、贛中的13 d次之、贛北的6 d最 少，且贛南比贛北多25 d，南北差異較 為明顯。

圖3 舒適天數的季節變化特征

3 結論

氣候舒適度指數總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，氣候舒適度指數也逐漸趨向于越來越暖。氣候舒適度指數的月變化特征總體呈倒“V”形，即先上升、再下降，且1—12月氣候舒適度指數基本表現為贛南＞贛中＞贛北。總體來看，江西省（贛北、贛中、贛南）的舒適月份相對較多。

舒適天數的年變化特征總體呈波動上升趨勢，說明隨著氣候變暖，舒適天數逐漸趨向于越來越多，且贛北和贛南的上升趨勢較為明顯。舒適天數的月變化特征總體呈“M”形，即先上升、下降，再上升、下降，舒適天數是主要集中于4—6月、9—11月，其中以5、10月的舒適天數最多，其余月份舒適天數相對較少，尤其以1、2、12月舒適天數為最少。從季節變化趨勢來看，春季、秋季和冬季的舒適天數年變化特征總體呈波動上升趨勢，夏季總體呈波動減少趨勢。同時也可以發現冬季的舒適天數增加趨勢明顯，夏季的舒適天數減少趨勢明顯，這與氣候變暖有關，說明隨著氣候變暖，冬季的舒適天數將會逐漸增加，夏季將逐漸減少；春季和秋季的舒適天數變化幅度相對較小，說明氣候變暖對春季和秋季的舒適天數影響較小。

選擇了日平均溫度、平均相對濕度和平均風速3個氣象要素來研究氣候舒適度，但是氣候舒適度還與其他因素有關，而且與個人的生理感受也密切相關。