保山市氣候舒適度的特征分析

郭 燕，楊茹婭，祁 倩

保山市氣象局，云南保山 678000

人居環境舒適度是指在人類賴以生存、生活的空間及自然條件下，健康人群在不借助任何防寒、避暑裝備和設施的情況下，對氣溫、相對濕度、風速和日照時數等氣候因子感覺的適宜程度[5-8]。

云南省地處地緯高原，具有氣溫年較差小、日較差大，受季風影響明顯，春秋相連、冬夏短促的氣候特點[9-10]。得天獨厚的地理和氣候條件，使得云南旅游資源相當豐富，而人體舒適度是人們在選擇旅游目的地時考慮的重要因素之一。

保山市位于云南省西部，地處滇西邊陲，保山市地形地貌復雜，氣候差異大、立體氣候特征十分明顯。利用地理信息系統AicGis軟件空間分析法，對保山市各鄉鎮干、濕季節及全年的時空分布特征進行分析。保山五縣、市(區)氣象站點位置如圖1所示。

圖1 保山五縣、市(區)氣象站點位置圖

1 資料與方法

針對保山市實際情況確定適合本地著衣指數計算方法和分級標準，檢查校對保山市28個鄉鎮有資料以來的日平均風速、日平均氣溫、相對濕度、氣象測站對應緯度等數據，計算保山市各鄉鎮著衣指數。具體研究步驟如下：

著衣指數(ICL)是指人體在不同氣候條件下，對衣服保暖(隔熱)要求的一種指數。單位為克羅[C/(W·m2)][1]。根據1979年澳大利亞學者Freitas提出了著衣指數的標準模型，著衣指數計算公式為[2]：

式(1)中，ICL的物理意義是衣料的熱阻尼值，單位記作CLO；t代表氣溫，單位為℃；H代表人體代謝率；a表示人體對太陽輻射的吸收情況；R表示垂直于陽光的單位面積土地所接受的太陽輻射，單位是W/m2，一般取太陽常數1 367[3-10]。∝是太陽高度角，取各區域平均狀況，假設緯度為Φ，夏季時各地太陽高度角為90-Φ+23°26′，冬季時各地太陽高度角為90-Φ-23°26′；而春秋季節太陽位于赤道附近。

溫濕指數(THI)是指通過溫度和濕度的組合反映人體與周圍環境的熱量交換，是人類感受氣候的第一指標，表示無風時天氣的悶熱程度。單位為℃。根據1973年奧利費(J·E·Oliver)提出，其物理意義是濕度訂正以后的溫度，溫濕指數計算公式為：

式(2)中，THI為溫濕指數，是人類對氣候感知的首要指標，分為9個等級(表1)；t(℃)為日平均氣溫；f(%)為日平均相對濕度。

表1 保山市溫濕指數分級標準表

表2 保山市溫濕指數分級標準表

風寒指數(WCI)是指在冷應力期間表征人體失熱的指標，是衡量人對低溫和風的一種感覺程度。風寒指數(WCI)表征在不同環境下風速與氣溫對裸露人體的影響。其物理意義指皮膚溫度為33 ℃時，體表單位面積的散熱量(kcal/m2·h)，風寒指數計算公式為：

式(3)中，WCI為風寒指數，t為氣溫(℃)，v為風速(m/s)。

2 分級標準確定

結合前人研究，總結、并對比不同區域著衣指數的分級指數定義(表1～表3)。

表3 風寒氣象指數分級

3 氣候舒適度的時空分布特征分析

3.1 全年著衣指數的時空分布特征

(1)全 年A級(襯 衫+T恤)分級天數最多，為121～247.33 d。木城分級天數變化最為突出，為247.33 d；柯街天數最少，為121 d。28個測站平均分布天數為193.41 d，保山市大部地區以A級別為主。

(2)全年B級(配有棉布外套的典型常用便服)分級天數為38～64 d，其中，龍新分級天數變化最為突出，為64 d；而昌寧天數最少，為38 d。

(3)全年C級(加絨衛衣+外套)：分級天數為13～87 d。其中，騰沖分級天數變化最為突出，為87 d；勐糯分級天數最少，為13 d，28個測站平均分布天數為64.85 d。

(4)全年D級(常用便服+堅實外套和厚毛衣)：分級天數為0.67～114 d，其中，明光分級天數變化最為突出，為114 d；而施甸分級天數最少，為0.67 d，28個測站平均分布天數為30.10 d，d級別主要出現在保山市高海拔地區。

(5)全年B級(輕便的夏裝)：分級天數為0.33～117.33 d，勐糯分級天數變化最為突出，為117.33 d；瓦窯分級天數最少，為0.33 d，28個測站平均分布天數為19.20 d。

pH值參數統計與上述方法不同，應按下列步驟進行，先將土壤pH值換算成[H+]平均濃度進行統計計算，然后再換算成pH值，其公式為：[H+]=10-pH，[H+]平均濃度=∑10-pHn/n,pH=-lg[H+]平均濃度。

(6)全年C級(短袖開領衫、涼鞋)：分級天數為0.33～74.67 d，潞江壩分級天數變化最為突出，為74.67 d；而施甸分級天數最少，為0.33 d，28個測站平均分布天數為6.47 d。

因此，保山市全年著衣指數主要有A、B、C、D共4個級別。全市大部地區以A級別為主，低熱河谷地區以A、B、C級別為主(勐糯、雞飛、潞江等)，高海拔地區以A、B、C、D級別為主(明光、猴橋、楊柳)，其中，潞江壩出現19.33 d的D級別，明光出現114 d、楊柳為107 d D級別。

3.2 全年溫濕指數時空分布特征

保山區域主要級別為偏冷(-2級)、清涼(-1級)、涼爽(0級)、溫暖(1級)、熱(2級)、悶熱(3級)。

年1級(溫暖，舒服)分布天數各鄉鎮范圍為3.33～156.67 d，其中，柯街分布天數最多，為156.67 d；楊柳分布天數最少，為3.33 d，28個測站平均分布天數為95.54 d。并且海拔1 500～1 800 km出現此級別天數多，而高海拔地區(明光、楊柳等)出現天數少。

年0級(涼爽，非常舒服)分布天數為48.67～143 d，龍新分布天數最多，為143 d；芒棒分布天數最少，為48.67 d，28個測站平均分布天數為80.44 d。高海拔地區出現此級別的天數較多，而低熱河谷出現天數較少。

年2級(熱，不舒服)分級天數為0.67～118 d，其中，木城分布天數出現最多，為118 d；楊柳分布天數最少，為0.67 d，28個測站平均分布天數為33.06 d。高海拔地區此級別沒有出現或天數較少(明光、水寨等)。

年-2級(偏冷，較不舒服)分級天數為0.75～75.67 d，楊柳此級天數變化最為突出，為77.67 d；柯街分級天數最少，為0.67 d，28個測站平均分布天數為30.08 d。低海拔此級別沒有出現(潞江、勐糯等)。

年-3級(較冷，不舒服)、年-4級(寒冷、很不舒適)在少數的高海拔出現了(明光、楊柳等)。

3.3 全年風寒指數時空分布特征

全市區域均以1級(暖)、2級(舒適)為主，低熱河谷地區以1級的天數更為明顯，均在180.33 d以上，平均分布天數為149.47 d，其中，潞江達206.67 d；大多數地區此級別在121～170 d之間，其中，固東分級天數最少，為95.67 d。

2級(舒適)分級天數為98.33～150.67 d，勐糯分級天數最多，為150.67 d；瓦房分級天數最少，為98.33 d，多數地區此級別在100～150.67 d之間，28個測站平均分布天數為120.76 d。

3級(偏涼)分級天數為8.33～62.33 d，瓦窯分級天數最多，為62.33 d；勐糯分級天數最少，為8.33 d，多數地區此級別在40～55 d之間，28個測站平均分布天數為47.1 d。此級別低熱河谷的天數明顯較少。

4級(偏冷)、5級(較冷)分級天數為0～85.67 d，固東分級天數最多，兩級總天數為85.67 d；勐糯4、5級分級天數為0，兩級分布天數較多的區域在海拔1 600 m以上。4、5級別天數低熱河谷的天數明顯較少或未出現。

6級(冷)、7級(很冷)分級天數為0～27.33 d，水寨分級天數最多，兩級總天數為27.33 d；兩級總分布天數較多的區域在海拔2 000 m以上。6、7級別在低熱河谷地區沒出現。

4 結論

(1)保山市全年著衣指數主要分為A級、B級、C級、D級4個級別。全市區域以A級別為主，低熱河谷地區以A、B、C級別為主(勐糯、雞飛、潞江等)，高海拔地區以A、B、C、D級為主(明光、猴橋、楊柳)，其中，潞江壩出現19.33 d的D級別，明光出現D級別114 d、楊柳為107 d。

(2)一般情況下，人體比較舒適的溫度是18～22 ℃。保山夏季應在19～25 ℃，冬季應在12～22 ℃。此段溫度主要出現在著衣指數為A、B、C級別中，全年此段溫度28個測站平均分布天數為307.35 d。

(3)保山區域的年溫濕度指數主要級別為偏冷(-2級)、清涼(-1級)、涼爽(0級)、溫暖(1級)、熱(2級)、悶熱(3級)。其中，清涼(-1級)、涼爽(0級)、溫暖(1級)均屬于舒適。全年此段級別28個測站平均分布天數為294 d。

(4)全市區域均以1級(暖)、2級(舒適)、3級(偏涼)為主，低熱河谷地區以1級(暖)天數更為明顯，均在180.33 d以上，平均分布天數為149.47 d，其中，潞江達206.67 d；其他區域以2級為主，平均分布天數為130.76 d。全年此段級別28個測站平均分布天數為311 d。