李大光 楊鳳瑞 任柏合
摘 要:人體舒適度預(yù)報(bào)是從氣象的角度來(lái)評(píng)價(jià)在不同氣象條件影響下人的舒適感,是根據(jù)人類(lèi)機(jī)體與大氣環(huán)境之間的熱交換而制定的生物氣象指標(biāo)。近年來(lái)人民生活水平的提高,特別是旅游業(yè)的發(fā)展,人體舒適度預(yù)報(bào)、紫外線強(qiáng)度預(yù)報(bào)在城市生活中越來(lái)越被重視,烏海市氣象局預(yù)報(bào)的人體舒適度、穿衣指數(shù)預(yù)報(bào)方法和指標(biāo)已經(jīng)有15a的歷史,預(yù)報(bào)結(jié)論在實(shí)際生活中不斷得到檢驗(yàn),已經(jīng)凸顯預(yù)報(bào)存在的偏差。隨著預(yù)報(bào)工具的逐漸增多,預(yù)報(bào)技術(shù)的不斷提高,氣象科研人員在這個(gè)領(lǐng)域研究的不斷深入,目前已經(jīng)比較成熟,人體舒適度預(yù)報(bào)已經(jīng)不能夠僅僅考慮溫度的影響。
關(guān)鍵詞:氣象;預(yù)報(bào);舒適度
中圖分類(lèi)號(hào):P463.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170632213
1 人體舒適度預(yù)報(bào)現(xiàn)狀分析
1.1 預(yù)報(bào)方法
烏海氣象局開(kāi)展的人體舒適度預(yù)報(bào)是通過(guò)日最高、最低氣溫單要素預(yù)報(bào)值來(lái)預(yù)測(cè)早晨和中午的人體舒適度和穿衣指數(shù),在考慮了風(fēng)和濕度對(duì)人體舒適度的影響,簡(jiǎn)單地做了一些訂正后,對(duì)外發(fā)布。
1.2 存在的問(wèn)題
大氣溫度、濕度、氣壓、風(fēng)、光照等氣象要素對(duì)人體感覺(jué)影響最大,國(guó)內(nèi)有氣象部門(mén)研究出人體舒適度指數(shù)計(jì)算公式就是根據(jù)溫度、濕度、氣壓、風(fēng)這4項(xiàng)要素而建成的非線性方程。
烏海市人體舒適度預(yù)報(bào)只考慮了溫度因素,僅對(duì)相對(duì)濕度和風(fēng)作了一些簡(jiǎn)單調(diào)整。
考慮的相對(duì)濕度不分季節(jié)和溫度范圍,風(fēng)力不分級(jí)別,粗略訂正,造成預(yù)報(bào)偏差。經(jīng)過(guò)10多年來(lái)的實(shí)況檢驗(yàn),人體舒適度預(yù)報(bào)適用于在相對(duì)濕度<50%,風(fēng)力4級(jí)時(shí)較為準(zhǔn)確,在其他天氣條件下存在一定誤差,有待于改進(jìn)完善。
2 氣象要素對(duì)人體舒適度預(yù)報(bào)的影響分析
影響人體舒適度的因素有很多,如各種氣象要素、地表性質(zhì)、膚色、年齡、衣服顏色等,在這里,只研究各種氣象要素與人體舒適度的關(guān)系。
2.1 溫度的影響
在影響人體舒適度的氣象要素中,主要因子是氣溫,正常情況下,人體是恒溫的,保持在37℃左右。人體是通過(guò)吃飯獲得熱能和體能后經(jīng)過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射、蒸發(fā)等方式與外界熱量交換來(lái)保證體溫不變,當(dāng)所處環(huán)境溫度比皮膚溫度低時(shí),人體熱量容易散失而產(chǎn)生冷的感覺(jué),且隨著溫度降低,感覺(jué)更加明顯;當(dāng)人體所處環(huán)境溫度比皮膚溫度高時(shí),人體熱量不易散失,因而感覺(jué)熱,隨著溫度增高感覺(jué)越明顯。著裝可以改變環(huán)境氣溫對(duì)人體的舒適度,人在靜止?fàn)顟B(tài)且裸體時(shí),較適宜的環(huán)境溫度是28~32℃。
2.2 濕度的影響
大氣相對(duì)濕度的大小對(duì)人體舒適度預(yù)報(bào)的影響也很重要。
經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)表明,在氣溫較舒適(15.5~26.5℃)的情況下,大氣相對(duì)濕度的變化對(duì)人體感覺(jué)作用不大,只有當(dāng)氣溫較高或者偏低時(shí),相對(duì)濕度得變化對(duì)人體的溫?zé)岣泻蜔崞胶庾饔幂^大。高溫高濕對(duì)人體舒適的影響很大,人體在高溫狀態(tài)下主要靠蒸發(fā)散熱來(lái)維持熱平衡的,相對(duì)濕度高不利于揮發(fā)汗液,人體熱平衡被破壞,脈搏也相應(yīng)加快,人體因此感到悶熱難耐。氣溫越高,這種狀態(tài)會(huì)更趨明顯。冬季,天氣陰冷潮濕時(shí),空氣中水汽吸收了人體的熱輻射。加上衣服吸收空氣中水份,由于導(dǎo)熱性增大而加快了機(jī)體的散熱,使人體感覺(jué)寒冷不適。
根據(jù)烏海市人對(duì)當(dāng)?shù)貧夂虻倪m應(yīng)性分析,當(dāng)相對(duì)濕度低于50%時(shí),氣溫要高到35℃以上才感覺(jué)熱;相對(duì)濕度達(dá)到70%~80%時(shí),氣溫31℃就開(kāi)始有熱感,如果相對(duì)濕度超過(guò)了80%,身上的汗水不易蒸發(fā),人體會(huì)感覺(jué)到悶熱難忍。
2.3 風(fēng)的影響
風(fēng)對(duì)人體體溫調(diào)節(jié)也起到重要作用,它決定了人體的對(duì)流、傳導(dǎo)、蒸發(fā)方式與外界交換熱量的快慢,當(dāng)氣溫低于皮膚溫度時(shí),風(fēng)能使機(jī)體散熱加快。風(fēng)速每增加1m/s,會(huì)使人感到氣溫下降了2~3℃,風(fēng)越大散熱越快,人就越感到寒冷不適。
體感溫度是考慮了氣溫、濕度、風(fēng)速等因素綜合影響后,人體所感受到的溫度。
以霍頓提出的計(jì)算方法,確定出適合計(jì)算體感溫度的經(jīng)驗(yàn)公式,得出了在不同風(fēng)力等級(jí)下體感溫度值,例如:在風(fēng)力2級(jí)(8km/h)的情況下,如果環(huán)境溫度2℃時(shí),體感溫度為1℃;但當(dāng)在風(fēng)力8級(jí)(64km/h)的情況下,如果環(huán)境溫度2℃時(shí),體感溫度為-17℃;由此可見(jiàn),在同樣的環(huán)境溫度下,風(fēng)力越大,體感溫度越低。因此,在烏海市人體舒適度預(yù)報(bào)中不可忽視風(fēng)力對(duì)人體舒適度的影響。
2.4 太陽(yáng)輻射的影響
太陽(yáng)輻射主要作用于皮膚和視覺(jué),在寒冷的季節(jié)太陽(yáng)輻射能給人溫暖舒適感,但在炎熱的夏季往往讓人感到灼熱難耐,甚至可以灼傷皮膚。根據(jù)人們?nèi)粘I钪械捏w驗(yàn),在晴天或者少云情況下,在陽(yáng)光直射下的人體感覺(jué)與在遮蔭處的人體感覺(jué)是有很大差別的。因此在預(yù)報(bào)人體舒適度時(shí)要考慮天空狀況的影響。
2.5 氣壓的影響
氣壓的大小影響人體內(nèi)O2的供給并使人產(chǎn)生壓抑感,例如,低氣壓下的陰雨天氣,常會(huì)使人無(wú)精打采,心情壓抑,煩躁不安。
在充分考慮了溫度對(duì)人體感覺(jué)的影響后,應(yīng)考慮不同氣溫下的相對(duì)濕度、風(fēng)力大小、天空狀況(太陽(yáng)輻射)等對(duì)人體舒適度產(chǎn)生的影響,以此來(lái)使人體舒適度預(yù)報(bào)更加全面、合理、準(zhǔn)確。
作者簡(jiǎn)介:李大光(1960-),男,工程師,從事天氣預(yù)報(bào)工作。