金昭貴，李 娟，吳智鳳，張 皓，翁 玲，楊 濤

(1清鎮(zhèn)市氣象局，貴州 清鎮(zhèn) 551400；2.修文縣第一中學，貴州 修文 550299；3貴陽市氣象局，貴州 貴陽 550006)

氣候與人類生存、活動密切聯(lián)系，受全球氣候變化、人類活動影響，人居環(huán)境歷經(jīng)動態(tài)變化發(fā)展。研究認為氣候是構成人居環(huán)境的重要要素，其氣候舒適度是直接影響人類健康的感知適應的適宜程度[1-2]，同時人居環(huán)境氣候舒適度作為衡量宜居城市的重要因子顯得十分重要[3]。隨著人類對所生活的環(huán)境質(zhì)量要求的提高，人居環(huán)境氣候舒適度越來越受到關注，因此開展人居環(huán)境氣候舒適度評價具有重要參考意義。

目前，國內(nèi)外學者對氣候舒適度開展了大量研究。國外相關學者提出了舒適線和有效溫度指數(shù)概念、氣候舒適度經(jīng)驗評價模型，在前人研究的基礎上學者們又提出了人體舒適度與氣候的關系，舒適度指數(shù)和風效指數(shù)概念，并利用溫度、風速、日照和濕度等氣象資料開展了氣候舒適性評價[4-7]。Fanger綜合考慮多種因素的影響建立了舒適度模型，以多種舒適度指標開展人體舒適度、人居氣候適宜性評價[8]。國內(nèi)學者們對人居環(huán)境氣候適宜度評價也進行了相關研究[1-3，9-15]，研究認為單個指數(shù)模型不能準確反映人居氣候舒適度的變化，綜合舒適度模型對一個地區(qū)的實際氣候適宜狀況的評價更具有全面、真實性，具有一定的參考價值[1-3，9-15]。

貴州清鎮(zhèn)地處黔中腹地，是黔中城市群和黔中經(jīng)濟區(qū)的核心地帶，被譽為“高原明珠·濱湖清鎮(zhèn)”。該區(qū)域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L濕潤氣候，全年氣候溫和、舒適宜人。目前，大多數(shù)的研究集中于對清鎮(zhèn)市氣候相關特征的分析研究，而對清鎮(zhèn)市人居環(huán)境氣候舒適度研究的報道較少。因此，本文選擇清鎮(zhèn)市1959—2019年相關氣象數(shù)據(jù)，對清鎮(zhèn)市人居環(huán)境氣候舒適度進行評價分析，旨在對提高清鎮(zhèn)市人居環(huán)境質(zhì)量、城市規(guī)劃建設、全域旅游等提供科學參考依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料來源

本文選取清鎮(zhèn)市國家地面觀測站1959—2019年的氣溫、濕度、風速、日照等逐月常規(guī)地面氣象觀測資料。按12月至次年2月為冬季，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季生成逐季序列，建立了清鎮(zhèn)市月、季、年時數(shù)序列。

1.2 方法

本文主要采用溫濕指數(shù)(THI)、風效指數(shù)(K)、穿衣指數(shù)(ICL)及舒適度指數(shù)計算1959—2019年清鎮(zhèn)市人居環(huán)境氣候舒適度[1，3，7，10-15]，各指標分級及賦值如表1所示。

表1 清鎮(zhèn)市溫濕指數(shù)、風效指數(shù)和穿衣指數(shù)的分級標準及賦值Tab.1 Grading standards and value assignment of THI，K and ICL in Qingzhen City

2 結果與討論

2.1 溫濕指數(shù)特征分析

根據(jù)清鎮(zhèn)市1959—2019年氣溫、相對濕度的氣候月平均資料，計算了清鎮(zhèn)市各月溫濕指數(shù)值(圖1)。結果顯示，清鎮(zhèn)市溫濕指數(shù)呈單峰分布，從1月開始溫濕指數(shù)逐漸增大，7—8月增至最大之后逐漸減小。1—3月、11—12月溫濕指數(shù)在45～55之間，為寒冷、不舒適月份；4—10月溫濕指數(shù)在55～75，人體感覺為舒適及以上等級，其中4月、10月為清涼，舒適感覺，5—6月為暖，舒適感覺，7—8月偏熱，較舒適。整體上看，清鎮(zhèn)市60年來溫濕指數(shù)呈上升趨勢，氣候舒適度有所降低，極冷、極不舒適，極悶熱等級出現(xiàn)情況不明顯。

圖1 清鎮(zhèn)市1959—2019年逐月溫濕指數(shù)變化Fig.1 Monthly variation of THI in Qingzhen City from 1959 to 2019

2.2 風效指數(shù)特征分析

通過計算清鎮(zhèn)市各月風效指數(shù)(圖2)，結果顯示，清鎮(zhèn)1959—2019年年均風效指數(shù)為-438.56，60年來清鎮(zhèn)風效指數(shù)呈上升趨勢，總體感覺為舒適風，風效指數(shù)總體為負值，呈單峰分布，從1—7月上升，到7月達最大峰值，7月后開始呈下降趨勢。1—2月、12月人體感覺為涼風，3—5月、9—11月人體感覺為舒適風，6—8月人體感覺為暖風。

圖2 清鎮(zhèn)市1959—2019年風效指數(shù)變化Fig.2 Monthly variation of K in Qingzhen City from 1959 to 2019

2.3 穿衣指數(shù)特征分析

通過計算結果分析顯示(圖3)，清鎮(zhèn)市1959—2019年穿衣指數(shù)呈下降趨勢，呈“V”型分布，最低值出現(xiàn)在7月，7月后呈上升趨勢。5月以前清鎮(zhèn)穿衣指數(shù)都在0.9以上，其中1月份指數(shù)最大，7月減到最小，之后又開始上升，到10月份達到1.3以上。研究發(fā)現(xiàn)，清鎮(zhèn)市10月到次年的4月著衣保暖為主，部分年份需要加增護寒衣物，4月份為冷暖變換月份，5—10月清鎮(zhèn)穿衣以短、薄的類似襯衫衣來調(diào)節(jié)炎熱氣候不適感。

圖3 清鎮(zhèn)市1959—2019年穿衣指數(shù)變化Fig.3 Monthly variation of ICL in Qingzhen City from 1959 to 2019

2.4 氣候舒適度變化特征

通過計算溫濕指數(shù)、風效指數(shù)和穿衣指數(shù)得到清鎮(zhèn)市舒適度指數(shù)(圖4)，結果顯示，清鎮(zhèn)市1959—2019年各月舒適度指數(shù)呈上升趨勢，舒適度指數(shù)在較不舒適到較舒適等級范圍。舒適度指數(shù)曲線出現(xiàn)兩個峰值，整體呈“M”型分布，舒適度指數(shù)從2月份開始增大，5月份增至最大，之后明顯下降，到7月份降到最低，8月份又開始逐漸增大，到10月份達到最大值，10月后又下降。整體上看，清鎮(zhèn)市舒適度3、7、8、11月份為較舒適等級，4—6月、9—10月為舒適等級，12月至次年2月為較不舒適等級。整體分析顯示，12月至次年2月為較不舒適的月份，3—11月份是舒適的月份。清鎮(zhèn)市年舒適度指數(shù)波動較小，在7～9之間，屬于舒適等級。

圖4 清鎮(zhèn)市舒適度指數(shù)月變化Fig.4 Monthly variation of climate comfort level in Qingzhen City from 1959 to 2019

綜合分析圖5、表2，結果顯示，清鎮(zhèn)市1959—2019年春季和夏季人居氣候舒適度都呈現(xiàn)下降趨勢，秋季和冬季呈上升趨勢。春季、夏季、秋季、冬季舒適度存在波動變化，春季氣候舒適度指數(shù)介于6.9～8.8之間，屬于較舒適到舒適范圍，但絕大部分年份指數(shù)超過7.0，屬于舒適季節(jié)；夏季舒適度指數(shù)在5.4～7.2之間，屬于較舒適到舒適范圍，但絕大部分年份指數(shù)超過6.4，屬于較舒適季節(jié)；秋季舒適度指數(shù)介于6.9～8.6之間，大部分年份指數(shù)超過7.0，屬于舒適季節(jié)；冬季舒適度指數(shù)在2.8～6.0之間，屬于不舒適到較舒適的范圍，屬于較不舒適季節(jié)。

圖5 清鎮(zhèn)市1959—2019年舒適度季節(jié)變化特征Fig.5 Seasonal variation of climate comfort level in Qingzhen City from 1959 to 2019

表2 清鎮(zhèn)市四季人居氣候舒適度指數(shù)線性擬合方程Tab.2 Linear fitting equations of climate comfort index in Qingzhen City in different seasons

上述研究表明，舒適度模型評價結果可較全面地反映清鎮(zhèn)氣候舒適度的變化規(guī)律特征。本次氣候舒適度主要是采用多年月平均氣象資料進行研究分析，反映的是平均狀況，不能很好地反映人居環(huán)境氣候舒適度在白天和夜間的差異及突發(fā)性天氣的影響，在今后的研究工作中，應充分考慮地形、空氣質(zhì)量、降水、氣壓和太陽輻射等因素的影響。

3 結論

本文選取清鎮(zhèn)市1959—2019年氣象要素資料，對清鎮(zhèn)市人居環(huán)境氣候舒適度進行評價分析，體現(xiàn)了清鎮(zhèn)市在氣候變化背景下人居環(huán)境的變化情況。

1)清鎮(zhèn)市溫濕指數(shù)呈單峰分布和上升趨勢，4—10月人體感覺為舒適及以上等級。風效指數(shù)總體感覺為舒適風，總體為負值，呈單峰分布，風效指數(shù)呈上升趨勢。1—2月、12月人體感覺為涼風，3—5月、9—11月人體感覺為舒適風，6—8月人體感覺為暖風。穿衣指數(shù)總體呈下降趨勢，呈“V”型分布，10月到次年的4月著衣保暖為主，5—10月清鎮(zhèn)穿衣以短、薄的類似襯衫衣來調(diào)節(jié)炎熱氣候不適感。

2)清鎮(zhèn)市舒適度指數(shù)呈上升趨勢，整體呈“M”型分布，適度指數(shù)在較不舒適到較舒適等級范圍，3、7、8、11月份為較舒適等級，4—6月、9—10月為舒適等級，12月至次年2月為較不舒適等級，12月至次年2月為較不舒適的月份，3—11月份是清鎮(zhèn)市舒適的月份。

3)清鎮(zhèn)市春季和夏季舒適度指數(shù)都呈現(xiàn)下降趨勢，秋季和冬季呈上升趨勢。四季舒適度指數(shù)均存在波動變化，春季到秋季表征為舒適季節(jié)，冬季屬于較不舒適季節(jié)。