基于體感溫度的滄州市中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)研究

摘 要：中暑的發(fā)生主要與氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度有關(guān)。為研究滄州地區(qū)基于體感溫度的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，選取滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對(duì)濕度和平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)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(jì)算滄州市中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的體感溫度閾值，劃分中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。結(jié)果表明：滄州市5—8月的月平均最高氣溫波動(dòng)范圍在5 ℃以內(nèi)，整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但趨勢(shì)不顯著，趨勢(shì)線斜率≤0.05，趨勢(shì)線擬合程度≤0.07，整體呈中部地區(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢(shì)；滄州市5—8月的月平均體感溫度波動(dòng)范圍在5 ℃以內(nèi)，各縣市最高氣溫整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但趨勢(shì)不顯著，趨勢(shì)線斜率≤0.07，趨勢(shì)線擬合程度≤0.09，各縣市體感溫度整體呈西部地區(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：體感溫度；中暑；氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

中圖分類號(hào)：P463 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）09–0-03

高溫氣象風(fēng)險(xiǎn)大多選擇以最高氣溫作為單一變量進(jìn)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(gè)連續(xù)的天氣過程，對(duì)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(biāo)準(zhǔn)。此外，部分學(xué)者利用百分位指數(shù)法，將最高氣溫的90%分位數(shù)作為高溫天氣的閾值，以此評(píng)估高溫風(fēng)險(xiǎn)特征[3-8]。以上研究或未考慮到其他氣象條件對(duì)高溫風(fēng)險(xiǎn)的影響，或僅從城市抗風(fēng)險(xiǎn)角度出發(fā)，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(lián)系。中暑的發(fā)生主要與氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度等氣象條件有關(guān)，而勞動(dòng)強(qiáng)度、強(qiáng)輻射時(shí)間、體質(zhì)水平等也是重要因素。其中，氣象條件起著關(guān)鍵性的作用[9-13]。夏季，人體散熱主要通過皮膚進(jìn)行，而在高溫高濕或強(qiáng)輻射的氣象條件下，人體散熱受阻，導(dǎo)致人體體溫調(diào)節(jié)失調(diào)、正常生理功能障礙，從而出現(xiàn)中暑的癥狀。實(shí)踐證明，高溫天氣易導(dǎo)致中暑，但在濕度較大，風(fēng)速較小時(shí)，人們?cè)跉鉁夭惶叩沫h(huán)境也有可能出現(xiàn)中暑的現(xiàn)象。因此，基于氣溫、風(fēng)速和相對(duì)濕度計(jì)算的體感溫度更能表征人體真實(shí)的熱感受[14-15]。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

采用河北省滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對(duì)濕度和平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

1.2 研究方法

1.2.1 炎熱指數(shù)計(jì)算

中國(guó)氣象局2023年12月1日實(shí)施的《高溫中暑氣象等級(jí)》（QX/T671—2023）中，以炎熱指數(shù)劃分中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。計(jì)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(shù)，Tmax為日最高氣溫（℃），RH為日平均相對(duì)濕度（%）。

其中，當(dāng)相對(duì)濕度RH＜60%時(shí)，統(tǒng)一調(diào)整為60%。

1.2.2 體感溫度計(jì)算

體感溫度的經(jīng)驗(yàn)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(fēng)速（m/s），RH為相對(duì)濕度（%）[16-17]。

2 結(jié)果分析

2.1 最高溫度特征分析

調(diào)查收集2000—2019年5—8月的最高溫度數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，5月月平均最高氣溫在26.1～30 ℃波動(dòng)，2001—2006年月平均最高氣溫整體呈下降趨勢(shì)，2006年以后月平均最高氣溫呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，2017年達(dá)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(shì)與全市月平均最高氣溫變化趨勢(shì)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(shì)，至2005年時(shí)顯著上升，且達(dá)到二十年來的極大值（33.7 ℃）。而后2005—2008年又呈明顯下降趨勢(shì)，2008年達(dá)到最低值（29.2 ℃），2009年顯著上升。2009—2014年呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，2014年以后呈明顯上升趨勢(shì)；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(shì)與全市月平均最高氣溫變化趨勢(shì)一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布呈西高東低之勢(shì)，最大差值為1.1 ℃，其中，獻(xiàn)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(dòng)，2000—2004年最高氣溫呈下降趨勢(shì)，2005年時(shí)顯著上升，2006年以后呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)。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(shì)與全市月平均最高氣溫變化趨勢(shì)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(shì)，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(dòng)，2002—2012年整體呈下降趨勢(shì)，2013年顯著上升，達(dá)到最大值32.5℃。2013年以后整體呈下降趨勢(shì)。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(shì)與全市月平均最高氣溫變化趨勢(shì)一致。各縣市多年平均最高氣溫值分布整體呈中部地區(qū)高、周邊低的趨勢(shì)，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(dòng)，2001—2006年月平均體感溫度整體呈下降趨勢(shì)，2006年以后月平均體感溫度呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，2017年達(dá)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(shì)與全市月平均體感溫度變化趨勢(shì)一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢(shì)，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(shì)，到2005年時(shí)顯著上升，且達(dá)到二十年來的極大值（37.5 ℃），而2005—2008年又呈明顯下降趨勢(shì)，2008年達(dá)到最低值（32.9 ℃），2009年顯著上升，2009—2014年呈下降趨勢(shì)，2014年以后呈明顯上升趨勢(shì)。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(shì)與全市月平均體感溫度變化趨勢(shì)一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢(shì)，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(dòng)，2000—2004年體感溫度呈下降趨勢(shì)，2005年時(shí)顯著上升，2006年以后呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)。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(shì)與全市月平均體感溫度變化趨勢(shì)一致。各縣市多年平均體感溫度值分布呈西高東低之勢(shì)，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(dòng)，2002—2012年呈整體下降趨勢(shì)，2013年顯著上升，達(dá)到最大值38.1℃，2013年以后又呈整體下降趨勢(shì)。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(shì)與全市月平均體感溫度變化趨勢(shì)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(shì)，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(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

根據(jù)炎熱指數(shù)分位數(shù)閾值劃分的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合滄州市實(shí)際，構(gòu)建基于體感溫度的滄州市中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1）。

統(tǒng)計(jì)2020—2023年39個(gè)高溫日的日最高氣溫、相對(duì)濕度和平均風(fēng)速，分別計(jì)算出基于炎熱指數(shù)和體感溫度的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，對(duì)比2種方法所得出的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)結(jié)果（表2）。

根據(jù)表2可以看出，基于炎熱指數(shù)計(jì)算出Ⅰ級(jí)中暑共215站次。其中，基于體感溫度計(jì)算為Ⅰ級(jí)的有106站次，占比49.30%；Ⅱ級(jí)有58站次，占比26.98%；Ⅲ級(jí)有34站次，占比15.81%；Ⅳ級(jí)有14站次，占比6.51%；未發(fā)生中暑的有3站次，占比1.40%。

基于炎熱指數(shù)計(jì)算出Ⅱ級(jí)中暑共158站次。其中，基于體感溫度計(jì)算為Ⅰ級(jí)的有1站次，占比0.63%；Ⅱ級(jí)有94站次，占比59.49%；Ⅲ級(jí)有33站次，占比20.89%；Ⅳ級(jí)有24站次，占比15.19%；未發(fā)生中暑的有6站次，占比3.80%?；谘谉嶂笖?shù)計(jì)算出Ⅲ級(jí)中暑共102站次。其中，基于體感溫度計(jì)算為Ⅱ級(jí)有3站次，占比2.94%；Ⅲ級(jí)有69站次，占比67.65%；Ⅳ級(jí)有16站次，占比15.69%；未發(fā)生中暑的有14站次，占比13.73%。

基于炎熱指數(shù)計(jì)算出Ⅳ級(jí)中暑共48站次。其中，基于體感溫度計(jì)算為Ⅲ級(jí)有2站次，占比4.17%；Ⅳ級(jí)有42站次，占比87.5%；未發(fā)生中暑的有4站次，占比8.33%。

基于炎熱指數(shù)計(jì)算出未發(fā)生中暑的共62站次。其中，基于體感溫度計(jì)算為Ⅳ級(jí)有1站次，占比1.61%；未發(fā)生中暑的有61站次，占比98.38%。

2種計(jì)算方式得出的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)一致性達(dá)63.59%，等級(jí)相差一級(jí)的占比為20.17%。整體而言，基于體感溫度得出的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)基本低于基于炎熱指數(shù)得出的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

3 結(jié)論

以體感溫度為研究對(duì)象，利用滄州市2000—2019年5—8月的最高溫度、相對(duì)濕度和平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)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(jì)算滄州市中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的體感溫度閾值，劃分了中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

（1）2000—2019年滄州市5—8月的月平最高氣溫波動(dòng)范圍在5 ℃以內(nèi)，整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但趨勢(shì)不顯著，趨勢(shì)線斜率≤0.05，趨勢(shì)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(shì)與全市平均變化趨勢(shì)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(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢(shì)。

（2）2000—2019年滄州市5—8月的月平體感溫度波動(dòng)范圍在5℃以內(nèi)，整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但趨勢(shì)不顯著，趨勢(shì)線斜率≤0.07，趨勢(shì)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(shì)與全市平均變化趨勢(shì)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(qū)偏高、東部地區(qū)略低的分布趨勢(shì)。

（3）滄州市基于體感溫度的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)相較于炎熱指數(shù)得出的中暑氣象風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)整體偏低一個(gè)等級(jí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 張嘉儀，錢誠(chéng).1960—2018年中國(guó)高溫?zé)崂说木€性趨勢(shì)分析方法與變化趨勢(shì)[J].氣候與環(huán)境研究，2020，25（3）：225-239.

[2] 談建國(guó).氣候變暖、城市熱島與高溫?zé)崂思捌浣】涤绊懷芯縖D].南京：南京信息工程大學(xué)，2008.

[3] 楊明燦，楊荔珊，陳苑旻.寧德地區(qū)夏季體感溫度差異及其變化趨勢(shì)分析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)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(shù)評(píng)價(jià)濟(jì)南市高溫?zé)崂私】碉L(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型[J].山東大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版），2023，61（6）：103-108.

[5] 陳麗，宮志敏，應(yīng)圣潔，等.2013—2018年上海市閔行區(qū)高溫中暑與高溫?zé)崂说年P(guān)系[J].上海預(yù)防醫(yī)學(xué)，2021，33（8）： 726-731.

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

[7] 許明佳，程薇.2010—2014年上海市金山區(qū)高溫中暑流行特征及其與氣溫的關(guān)系[J].職業(yè)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(huì)中暑氣象條件分析及預(yù)報(bào)[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(guó)高溫?zé)崂俗兓卣鞣治鯷J].氣象科學(xué)，2018，38（1）：28-36.．

[10] 駱月珍，石蓉蓉，陳海燕.人體舒適度預(yù)報(bào)中體感溫度的引進(jìn)、修正及應(yīng)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(guó)戶外高溫風(fēng)險(xiǎn)分布研究[J].氣候與環(huán)境研究，2021，26（6）：637-647.

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

[13] 朱壽燕，郜統(tǒng)哲，王亮，等.體感溫度計(jì)算方法研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（22）：116-117.

[14] 盛也，商建，裔傳祥，等.鹽城地區(qū)近20年體感溫度變化特征及舒適度分析[J].農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究，2021，11（5）：31-32.

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

[16] 程玉斌.基于長(zhǎng)治地區(qū)夏季高溫天氣的體感溫度預(yù)報(bào)研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014（18）：241-242.

[17] 侯學(xué)文，李廣益，孫曉晨，等.淄博市2018年高溫中暑發(fā)病特征及其與氣象因子相關(guān)性分析[J].職業(yè)衛(wèi)生與應(yīng)急救援，2020，38（6）：616-620.

收稿日期：2024-06-11

作者簡(jiǎn)介：陳佳鑫（1996—），男，江蘇南通人，助理工程師，研究方向?yàn)闅庀鬄?zāi)害防御。