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        貴陽地區(qū)氣候舒適度特征變化及其康養(yǎng)效應(yīng)探析

        2024-12-31 00:00:00瞿沖王德丹孟慶怡王稼玲章小波
        農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究 2024年9期

        摘 要:利用1961—2020年貴陽地區(qū)8個地面站點逐日氣象觀測資料,根據(jù)《氣候季節(jié)劃分》(GB/T 42074—2022)對貴陽地區(qū)氣候季節(jié)進行劃分,基于“黃金分割率”等級劃分法計算貴陽地區(qū)人體舒適度等級,并對當?shù)乜叼B(yǎng)資源進行探析。結(jié)果表明,貴陽地區(qū)冬無嚴寒,夏無酷暑,四季分明,冬季最長(為115 d),夏季最短(為64 d)。貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)>冷不舒適域等級日數(shù)>熱不舒適域等級日數(shù),且廣義舒適域等級日數(shù)和熱不舒適域等級日數(shù)60 年來呈上升態(tài)勢,冷不舒適域等級日數(shù)呈下降態(tài)勢。貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)主要分布在春、夏和秋季,因此春、夏、秋3個季節(jié)為舒適季,特別適合中老年人群到此進行康養(yǎng)旅游。

        關(guān)鍵詞:貴陽地區(qū);氣候舒適度;康養(yǎng)效應(yīng)

        中圖分類號:P49 文獻標志碼:B 文章編號:2095–3305(2024)09–0-04

        隨著我國經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展,人們的生活水平顯著提高、健康意識也逐漸增強。近年來,健康旅游漸漸成為熱門話題,為了更好地滿足廣大消費者對健康、養(yǎng)生、醫(yī)療及旅游等方面的多元化需求,國家也出臺了一系列政策,促進和支持該行業(yè)的發(fā)展。2019年7月15日,國務(wù)院出臺《健康中國行動(2019—2030年)》規(guī)劃綱要,提出要支持發(fā)展健康醫(yī)療旅游等健康服務(wù)新業(yè)態(tài),滿足人民群眾日益增長的多層次、多樣化健康需求。因此,開展人體舒適度及其康養(yǎng)效應(yīng)的相關(guān)研究,根據(jù)旅游目的地氣候舒適度的季節(jié)性變化狀況,為康養(yǎng)旅游人群提出氣候康養(yǎng)旅游地和最佳時段選擇的合理化建議,有助于促進健康旅游產(chǎn)業(yè)的持續(xù)和高質(zhì)量發(fā)展。

        人體舒適度指數(shù)是從氣象角度評價在不同氣候條件下人的舒適感,根據(jù)人類機體與大氣環(huán)境之間的熱交換而制定的生物氣象指標[1]。相關(guān)學者相繼提出了諸多表征人體舒適度的方法[2-3]。近年來,開始將氣候舒適度與康養(yǎng)旅游相結(jié)合進行分析。例如,孫銀川等[4]對寧夏六盤山區(qū)夏季避暑旅游氣候舒適度分析;張運等[5]基于人體舒適度對商洛市氣候康養(yǎng)旅游的評價。多數(shù)研究者在研究中使用的舒適度計算方法多是針對某一地區(qū)或有限區(qū)域而研發(fā)的經(jīng)驗公式,理論依據(jù)不夠充分,普適性有限,更無法對全國大范圍不同氣候類型地區(qū)、不同經(jīng)緯度地區(qū)、不同海拔高度地區(qū)的人體舒適度進行分析研究。然而,王式功等[6]提出了一種基于“黃金分割率”的人體舒適度計算方法,提出了最佳舒適度的概念與確定方法,體現(xiàn)了以氣溫為主及其他相關(guān)氣象要素的協(xié)同效應(yīng)。還考慮了不同月份、緯度和海拔高度造成的人體感覺差異,克服了地理位置帶來的誤差,改進了以往舒適度計算方法的不足,呈現(xiàn)出了地域和不同氣候帶的廣泛普適性,為健康氣候評估提供了表征量的支持。

        近年來,國家大力發(fā)展旅游業(yè),貴陽作為國內(nèi)著名的旅游城市之一,其氣候?qū)賮啛釒駶櫆睾托蜌夂颍嬗懈咴院图撅L性氣候特點。該地植被覆蓋廣,冬無嚴寒,夏無酷熱,素有“上有天堂,下有蘇杭,氣候宜人數(shù)貴陽”的美譽[7-8]。對此,利用貴陽地區(qū)的氣象資料,基于人體舒適度及其康養(yǎng)效應(yīng)的相關(guān)研究,綜合考慮對人體體感溫度產(chǎn)生直接影響的氣溫、相對濕度等氣象要素,分析其對貴陽地區(qū)人體舒適度和氣候康養(yǎng)的效應(yīng),為打造生態(tài)宜居城市、生態(tài)旅游城市開發(fā)提供技術(shù)支持,助力貴陽康養(yǎng)旅游產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

        1 資料與方法

        1.1 資料

        氣象資料來源于國家氣象科學數(shù)據(jù)中心,包括1961—2020年貴陽地區(qū)息烽、開陽、修文、清鎮(zhèn)、貴陽、白云、花溪和烏當8個區(qū)縣氣象站點的逐日地面觀測資料,涉及平均氣溫、平均風速、平均相對濕度和20:00—翌日20:00降水量等氣象要素。

        1.2 研究方法

        1.2.1 人體舒適度計算方法

        人體舒適度作為一種可以直觀地反應(yīng)某地康養(yǎng)氣候資源情況的標準[9],王式功等首次將“黃金分割率”引入醫(yī)療氣象學領(lǐng)域,更科學合理地確定了人體最佳舒適溫度值為22.7 ℃。并對其緯度、月份和海拔高度進行調(diào)整,從而獲得某地的最佳舒適溫度數(shù)學表達式為:

        Ts=22.7×[1.0-0.3sin(φ-23.5)]-|0.3cos[15°×(M-1)]| -2.0×tan(H/100)(1)

        式(1)中,Ts為最佳舒適溫度,φ為緯度,M為月份,H為海拔高度。[1.0-0.3sin(φ-23.5)]是為了訂正地理緯度對最舒適溫度的影響,|0.3cos[15°×(M-1)]|訂正了季節(jié)對人體最佳舒適溫度的影響,2.0×tan(H/ 100)訂正了海拔≥500 m(海拔高度<500 m不訂正)的地區(qū)高度對人體最佳舒適溫度的影響。。

        綜合考慮相對濕度、降水量、風速等與人體健康密切相關(guān)的氣象要素,最終構(gòu)建的體感溫度計算數(shù)學表達式如下。

        當Ta≥Ts時:Tg=Ta+A{exp[0.05(Ta-Ts)(RH-RHs)]-1}-0.03(Ta-Ts)V(2)

        當Ta<Ts時:Tg=Ta-A{exp[0.013(Ts-Ta)(RH-RHs)]-1}-0.01(Ts-Ta)V(3)

        式(2)和式(3)中,系數(shù)A≈14;Tg為體感溫度(℃),認為是人體皮膚裸露時感覺到的環(huán)境溫度;Ta為平均氣溫(℃);Ts為最佳舒適溫度;V為平均風速(m/s);RH為相對濕度(%);RHs為最適相對濕度(%)。無降水時,RHs=0.500;有降水時,RHs=0.618。

        由式(2)、式(3)算出的體感溫度,再根據(jù)體感溫度將氣候舒適的劃分為11個等級,分級及對應(yīng)的等級范圍見表1。將微熱、舒適和涼爽歸并為廣義舒適域。

        1.2.2 氣候季節(jié)劃分

        采用中華人民共和國國家氣候季節(jié)劃分標準(GB/T 42074—2022)(以下簡稱標準),對貴陽地區(qū)氣候季節(jié)進行劃分,首先選定最近30年(1991—2020年)作為氣候年份長度,再計算30年中同日平均氣溫的常年值,得到常年氣溫序列[10]。

        (4)

        式(4)中,Tj為第j日的平均氣溫常年值(℃);tij為第i年第j日的平均氣溫(℃);n為選定年份長度,取30。

        再依據(jù)常年氣溫序列計算5 d的滑動平均,得到常年滑動平均氣溫序列,5 d滑動平均計算。

        TMj=(5)

        式(5)中,TMj為第j日的5 d滑動平均氣溫(℃),tj為第j日的平均氣溫(℃)。

        標準中將日平均氣溫或滑動平均氣溫≥10 ℃且<22 ℃的日期定義為春季;將日平均氣溫或滑動平均氣溫≥22 ℃的日期定義為夏季;將日平均氣溫或滑動平均氣溫<22 ℃且≥10 ℃的日期定義為秋季;將日平均氣溫或滑動平均氣溫<10 ℃的日期定義為冬季。這種采用常年滑動平均氣溫序列對季節(jié)進行劃分,更能科學準確地劃分某個地方的四季,對分析人體舒適度也能更加的合理。因此,應(yīng)用此方法對貴陽地區(qū)人體舒適度與氣候康養(yǎng)進行相關(guān)研究。

        2 結(jié)果分析

        2.1 貴陽地區(qū)人體體感溫度變化特征

        根據(jù)標準劃分出貴陽地區(qū)春季天數(shù)為104 d,夏季天數(shù)為64 d,秋季天數(shù)為82 d,冬季天數(shù)為115 d。貴陽地區(qū)7月的平均體感溫度最高,為23.38 ℃;1月的平均體感溫度最低,為4.31 ℃。月平均體感溫度呈“倒V”型分布。1961—2020年貴陽地區(qū)的年平均體感溫度為14.69 ℃,60年間貴陽地區(qū)的年平均體感溫度總體呈上升態(tài)勢,增長率為0.08 ℃/10年。

        2.2 貴陽地區(qū)人體舒適度分布特征

        體感溫度能夠更好地反映一個地區(qū)人體對冷暖的感受程度。因此,綜合考慮氣溫、濕度、風速的體感效應(yīng),對貴陽地區(qū)人體體感溫度進行分析。貴陽地區(qū)6、7和8月的平均體感溫度均高于20 ℃,其中7月的平均體感溫度最高,為23.38 ℃,此時為夏季(圖1a);1、2和12月的平均體感溫度均低于10 ℃,其中1月的平均體感溫度最低,為4.31℃,此時為冬季,月平均體感溫度呈“倒V”型分布。圖1b為年平均體感溫度的變化態(tài)勢,貴陽地區(qū)1961—2020年的年平均體感溫度為14.69 ℃,20世紀80年代前為下降態(tài)勢,80年代中期出現(xiàn)最低值,80年代后為上升態(tài)勢,且上升態(tài)勢較為明顯,這與全球氣候變暖的背景相吻合。總體而言,60年間貴陽地區(qū)的年平均體感溫度呈上升態(tài)勢,增長率為0.08 ℃/10年。

        從季節(jié)分布(圖2)來看,貴陽地區(qū)“舒適”等級日數(shù)主要分布在春、夏、秋季,其中,春季分布日數(shù)最多,冬季分布日數(shù)最少。春季和秋季都出現(xiàn)了6個舒適度等級,以舒適、涼和涼爽3個等級為主。夏季天氣以微熱、舒適和熱3個等級為主。冬季以微冷、冷、涼爽和涼4個等級為主,出現(xiàn)最多的等級為微冷。綜上所述,貴陽地區(qū)在春季、夏季和秋季都具有良好的康養(yǎng)優(yōu)勢,適合康養(yǎng)旅居生活。

        2.2.1 各舒適域等級日數(shù)月份和季節(jié)分布

        為了深入分析研究,根據(jù)人體對不同舒適度等級的感知程度,將貴陽地區(qū)氣候舒適度等級分為熱不舒適域、廣義舒適域和冷不舒適域3種對比分析。

        分析表明,貴陽地區(qū)3—11月廣義舒適域等級日數(shù)都在20 d以上,廣義舒適域等級日數(shù)大于月總數(shù)的2/3,說明3—11月為廣義舒適月,良好的氣候環(huán)境適合開展康養(yǎng)旅游等相關(guān)活動。貴陽地區(qū)春季廣義舒適域等級日數(shù)最多,其次為秋季,由于貴陽地區(qū)夏季較短,廣義舒適域等級日數(shù)也較少(圖3)。鑒于春季、夏季和秋季廣義舒適域等級日數(shù)都超過總季節(jié)長度的2/3,所以春、夏、秋3個季節(jié)為舒適季。而廣義舒適域等級日數(shù)在冬季最少;冷不舒適域等級日數(shù)在冬季最多,超過總季節(jié)長度的2/3,所以冬季為冷不舒適季節(jié)。熱不舒適域等級日數(shù)主要分布在春季、夏季和秋季,但分布日數(shù)都很少,沒有超過總季節(jié)長度的1/3。綜上所述,貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)呈“雙峰”分布,主要分布在3—11月,分別對應(yīng)春、夏、秋季為廣義舒適季節(jié),該期間適合開展旅游觀光、避暑等康養(yǎng)活動。

        2.2.2 各舒適域等級日數(shù)變化特征

        隨著全球變暖,貴陽地區(qū)各舒適域等級日數(shù)也發(fā)生相應(yīng)變化。貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)最多,平均日數(shù)為208 d,且廣義舒適域等級日數(shù)60 年來有上升態(tài)勢(圖4)。冷不舒適域等級日數(shù)次之,平均日數(shù)為144.2 d,且60 年來呈下降態(tài)勢。熱不舒適域等級日數(shù)最少,平均日數(shù)為12.8 d,且60 年來也有上升態(tài)勢。

        由表2可知,貴陽地區(qū)不同年代際各舒適域等級日數(shù)均有不同的變化。冷不舒適域等級日數(shù)在20世紀90年代最多,為150 d;21世紀10年代最少,為136 d,相差14 d。廣義舒適域等級日數(shù)在21世紀10年代最多,為212 d;20世紀80年代和20世紀90年代最少,都為204 d,相差8 d。熱不舒適域等級日數(shù)在21世紀10年代最多,為18 d;20世紀70年代和20世紀90年代最少,為11 d,相差7 d。從年代際變化來看,貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)和熱不舒適域等級日數(shù)都在逐漸增加,冷不舒適域等級日數(shù)都在逐漸減少,正好與全球氣候變暖相吻合。

        3 結(jié)論

        (1)貴陽地區(qū)四季分明,冬季最長,為115 d,夏季最短,為64 d。貴陽地區(qū)的月平均體感溫度呈“倒V型”分布,貴陽地區(qū)氣候溫和,冬無嚴寒,夏無酷暑,年內(nèi)多數(shù)月份都分布著“舒適”等級日數(shù),主要分布在春、夏、秋季節(jié),其中春季分布日數(shù)最多,冬季分布日數(shù)最少。

        (2)貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)呈“雙峰”分布,主要分布在3—11月,分別對應(yīng)春、夏、秋季為廣義舒適季節(jié)。在研究時段內(nèi),貴陽地區(qū)廣義舒適域日數(shù)最多,平均日數(shù)為208 d;冷不舒適域日數(shù)次之,平均日數(shù)為144.2 d;熱不舒適域日數(shù)最少,平均日數(shù)為12.8 d。隨著全球變暖,貴陽地區(qū)廣義舒適域等級日數(shù)60年來有上升態(tài)勢,熱不舒適域等級日數(shù)也有上升態(tài)勢,但冷不舒適域等級日數(shù)60年來呈下降態(tài)勢,表明貴陽地區(qū)的氣候舒適度越來越好,證明其康養(yǎng)優(yōu)勢也日漸凸出。

        參考文獻

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        收稿日期:2024-06-17

        基金項目:2023年度黔西南州科技計劃項目(2023-4-87)。

        作者簡介:瞿沖(1995—),男,貴州遵義人,助理工程師,研究方向為氣候預測和氣象服務(wù)。

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