楊睿敏,何豫秦,李愛華,2
(1.陜西省漢中市氣象局,陜西 漢中 723000;2.陜西省西鄉(xiāng)縣氣象局,陜西 西鄉(xiāng) 723500)
人類在大氣環(huán)境中活動,經(jīng)受著氣象要素的綜合作用,盡管人們通常用氣溫高低來表示環(huán)境冷熱,但是,人體對外界冷熱的舒適感,并不能僅僅根據(jù)氣溫或其他單一的氣象要素來評價[1]。經(jīng)研究,考慮了氣溫、濕度、風速等氣象要素的綜合影響的人體舒適度指數(shù)能夠較好的表征人體對外界環(huán)境的舒適感。本文通過對陜南、關(guān)中冬季人體舒適度對比分析,力求為陜南冬季市政供暖的可行性提供科學(xué)依據(jù),為城市環(huán)境預(yù)報提供參考。
陜南、關(guān)中地處陜西省的南部和中部,從地理分界線來分,陜南屬于我國南方,關(guān)中屬于北方,分屬北亞熱帶和暖溫帶兩個氣候帶,氣候差異較大。冬季,陜南濕寒,關(guān)中干冷[2],但人體感覺寒冷差異并不明顯,這是因為人體舒適度指數(shù)差別并不明顯。
用漢中代表陜南,西安代表關(guān)中,選取漢中、西安兩觀測站2008~2012年冬半年逐日氣象資料的氣溫、相對濕度和風速三個要素,對傳統(tǒng)采暖期(11月15日~3月15日)的人體舒適度指數(shù)、寒冷指數(shù)進行對比分析。
人體舒適度指數(shù)計算公式有很多,不同地域臺站采用不同的經(jīng)驗公式。本文用大多數(shù)臺站常用的公式:
其中,ssd為舒適度指數(shù),t為日平均氣溫,f為日平均相對濕度,v為日平均風速。
寒冷指數(shù)分為適用于南方的寒冷指數(shù)和適用于北方的寒冷指數(shù),北方的寒冷指數(shù)主要考慮風速對氣溫的影響,而西安冬季風速并不大,日平均風速1~2m/s,故寒冷指數(shù)都用南方的寒冷指數(shù)公式計算[1]:
其中h為寒冷指數(shù),t為日平均氣溫,f為日平均相對濕度,v為日平均風速。
按照統(tǒng)一標準人體舒適度指數(shù)劃分為9個等級:寒冷、很冷、較冷、涼爽、舒適、溫暖、暖、熱、很熱。分析漢中、西安2008~2012年4個冬季(11月15日~3月15日)舒適度指數(shù)(表1)可以看出,寒冷天數(shù)為0,很冷和較冷天數(shù)占到95%以上,兩地冷的天數(shù)差不多,這期間都需要防寒取暖。其中,漢中的很冷天數(shù)比西安少21d,但較冷天數(shù)比西安長19d,都沒有舒適期。
表1 漢中、西安冬季人體舒適度指數(shù)、等級
以晴天為例,2011年12月22日(冬至)24h舒適度指數(shù)如圖1。漢中舒適度指數(shù)日變化不大,一天中凌晨最冷;西安舒適度指數(shù)日較差大,夜間冷白天迅速回暖,且午后比漢中暖和。
圖1 2011年冬至舒適度指數(shù)
寒冷指數(shù)主要用于描述冬季的寒冷程度,分為4個等級:舒適、稍冷、較冷、寒冷。計算兩地的寒冷指數(shù)做進一步對比分析,122d中漢中寒冷天數(shù)14d,較冷天數(shù)長達90d,稍冷17d。西安的寒冷、稍冷時間比漢中長,較冷時間則比漢中短27d,由此可見西安寒冷指數(shù)變率大,漢中比較平緩,與舒適度指數(shù)的分析結(jié)論一致。
表2 漢中、西安冬季寒冷指數(shù)、等級
(1)舒適度分析,漢中舒適度指數(shù)最低值30,西安26,同屬2級,感覺很冷;冬季均無舒適期,較冷時間最長,很冷次之,冷天占了95%以上;以晴天為例,舒適度的日較差西安明顯大于漢中,白天人體感覺漢中比西安還冷一些。
(2)寒冷程度分析,漢中寒冷指數(shù)最大值965,西安1035,同屬4級,極端情況西安比漢中冷;較冷和寒冷天數(shù)漢中占到冬季的85%,西安占76%,平均情況漢中比西安冷。
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