应用WBGT温度对杭州亚运会橄榄球场馆温度检测研究＊

谢明良 丰玉华 张治豪 石雪珂 张龙华 夏焕玮

（杭州师范大学体育与健康学院，浙江杭州 311121）

2022年杭州将举行第19届亚运会。杭州9月天气相对适宜，在该时段杭州气温有多次高温情况发生。赛会举办将于2022年09月10日至25日，从以往天气而言，此时杭州均为天晴或者降雨天气居多，气温温度日均高温30℃左右，日均低温21℃左右，但最高高温仍可达38℃左右，该环境对人体均有热伤害风险，而在太阳直晒下的运动员风险更大，同时运动员的发挥也会因此受到影响。为了尽可能减少气候对于运动员的影响，场馆的改善相对于运动员的发挥会进行一定提升。

对于室外热环境的监控，WBGT黑球温度已经被国际标准化组织（ISO）认证（ISO 7243，ISO/DIS 7933）[1]用于国际奥林匹克委员会和许多主要的体育联合会（如FIFA国际足球联合会，IAAF国际田径联合会，ITF国际网球联合会）[2-3]。基于如今WBGT黑球温度的广泛应用，亚运组委会也应当对WBGT温度更为重视，充分的利用它对于室外的高温环境进行更为精确的计量[4]。

1.研究对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为第19届亚运会橄榄球场杭州师范大学仓前校区体育场，根据亚组委时间规划，2022年杭州亚运会将于2020年9月10日至9月25日进行，项目研究将监测2019年9月11日至9月15日的气温进行研究论述。

1.2 研究方法

实验法：通过对于WBGT黑球温度计的使用，测定场馆的温度情况，在不同的绿植程度，不同的遮蔽物，不同的场馆管理上等不同变量，进行实地实验与调查，得出更为精确的杭州气候对于室外场馆温度的影响情况。

实验内容：（1）植物生长区域与未有植物覆盖的区域WBGT温度的差异。（2）遮蔽物下与阳光照射下的WBGT温度对比。（3）草地喷水前后，场内的温度与观众席内的温度变化。（4）座椅选用颜色以及地面颜色对于WBGT温度的影响。

归纳法：通过实验法后，我们能得到一系列精确的数据，关于高温环境下长时间户外运动的情况能结合数据，进行分析，结合与专家之间的论述访谈，归纳出高温环境下的热伤害数值与热伤害情况，与解决措施相结合，得出较为理想的解决措施。

2.结果

从往年天气状况而言，杭州该时段均已天晴或者降雨天气居多，气温温度日均高温30℃左右，日均低温21℃左右，但最高高温仍可达38℃左右。例如2017年9月此时段，9月19日至21日均处于37℃高温天气，而2018年9月该时段，9月10日至12日均处于阴雨天气[4]，在这多变的天气下，对赛会有一定影响。2014—2018年，杭州9月10日至9月25日的最高温度数据[5]，杭州该时段的平均气温为29℃～30℃，最高温为35℃，2018年呈上升趋势。在此环境下，对于高温环境下的竞赛应当更加重视。在2017年，美国已有团队对于体育委员会和奥林匹克组织委员会建议运用WBGT的测量来确定比赛场地和时间，以便更好地避免运动员与场馆人员的热伤害。

杭州近5年9月10日至9月25日天气最高温情况，可发现此时段仍有温度超过35℃的情况，当日平均最高温能达到30℃。在此等情况下进行室外赛事的进行，则会加速运动员的运动消耗，影响参与比赛状态，使场内进行比赛的运动员们进行比赛的同时承担着高温热伤害的风险，同时在场内观看比赛的观众与工作人员也有一定高温热伤害风险。据杭州市气象局给出的数据与实地测量数据，获得2019年9月11日至9月15日当日最高温情况，可发现当日所测的空气温度与气象局所给出的温度并不相符，且先差温度较大。若在没有任何防护措施下，在近40℃的高温天气进行室外比赛，对于运动员的表现会造成影响，更加加大了运动员的高温热伤害风险。

在2019年9月11日当日进入亚运会建设场地实地测量了场地内的气温情况，测量设备为WBGT-2009记录式WBGT热指数仪，获得当日不同场景下的温度情况。

根据杭州气象局给出的数据获得2019年9月11日测量时气温为34℃，当天最高温为34℃，最低温为24℃，降雨概率为10%，湿度为55%，体感温度为40℃，风向为东风，11km/h。紫外线指数5，气压1013百帕。以气象局给出的气温数据为参照组，进行了不同场景下的温度测量。

挑选了场地内的草地进行实地测量，在太阳直射的干燥草地上进行了实地温度数据采集，在相同离地高度，并且采用人工造湿（草地表面湿润）与增加阴影的方法，进行实地的环境改善，数据如表1所示，干燥草地与潮湿草地温度测量表，对比露天环境与阴影环境，湿度并无明显区别，而空气温度有明显的区别。干燥草地与潮湿草地相比较，潮湿草地的空气温度更低，而湿度提升并不显著。

表1 干燥草地与潮湿草地不同环境下的温度情况统计数据表

Wbgt：wet bulb globe temperature

Wb：wet bulb temperature

Tg：black globe temperature

Ta：air temperature

Wbgt：wet bulb globe temperature

Wb：wet bulb temperature

Tg：black globe temperature

Ta：air temperature

在所进行测量的体育场内，草地场地外布置了红绿两种颜色的塑胶跑道，在相同的离地距离，选取跑道上的颜色聚集处，进行温度的测量，同时应用草地上相同的改善太阳直射辐射的方法进行环境改善，从而建立出阴影环境。如表2所示，绿色跑道与红色跑道有无阴影的温度情况统计数据表，由数据可获得阴影条件下，空气温度情况明显有一定改善，湿度情况并不明显，而对比两种颜色条件下，红色跑道与绿色跑道的温度差距并不是很大，且数据上有一定相似性。

表2 绿色跑道与红色跑道有无阴影的温度情况统计数据表

在相同的气候条件下，不仅运动员要承担着高温热伤害的风险，同时在场内工作与观赏比赛的赛事人员与观众也同时受到高温环境下的考验。所监测的运动场场馆内有黄绿两种颜色的观赛座椅，根据与上述两种添加阴影环境的措施相同，在不同座位上以相同高度进行温度采集，数据获得如表3所示。绿色与黄色座椅在太阳直射下表面温度近乎相同，而相同的湿度差距甚慰，相比于露天太阳直射下，阴影环境下的座椅温度相对更低，黄色座椅的温度相较于绿色座椅温度更低。

表3 黄色座椅与绿色座椅有无阴影的温度情况统计数据表

Wbgt：wet bulb globe temperature

Wb：wet bulb temperature

Tg：black globe temperature

Ta：air temperature

由以上实地采集数据可发现，若在2019年9月11日杭州拟预定亚运会场14：00左右举办一场室外比赛，运动员、场内的观众与工作人员均将承受高温热伤害风险。而在工作场所高温作业是指在生产劳动过程中，工作地点平均WBGT指数≥25℃的作业，以测定的所有气温情况，发现该场地内，无论是否有阴影，或是潮湿，WBGT指数均在25℃以上，若在该时间段举办亚运会赛事必将对选手的表现情况受到一定的影响。

3.讨论

通过上面三则实验，获得了在亚运会拟定场馆不同环境条件下，2019年9月11日当日中午14点时的温度数据，包括WBGT温度、湿度、空气温度等数据。实验从不同的环境、控制变量形成对照组使实验的结论更加的准确，从而提高实验的可行性。在9月中旬的杭州举办室外赛事，频发的高温天气会在一定程度上影响比赛。经过对与场馆的测温，发现当日杭州气象站给出的气温数据与当日场馆测得数据相差较大，测量温度该时段，场馆内太阳直射处的平均最高温达到38℃，WBGT温度平均值为30℃，已超过25℃的高温作业判定标准值。阴影遮盖处的平均最高温达到36℃，草地与塑胶跑道在是否湿润的条件下，对于地表表面的空气温度影响并不是很大。座椅与塑胶跑道的颜色不同对于地表表面的空气温度影响也并不明显。

根据以上结论，可在高温气候下采用一些相应的降温措施，为了更好的保障杭州亚运会的赛事进行，使观看比赛的观众有良好的心情，也可以让运动员在最舒适的环境中取得最佳的运动成绩。选择给室外的场地降温就是需要从空气的温度、风速、空气湿度和辐射量这4个影响因素入手干预室外场地的WBGT指数。

WBGT是由黑球、自然湿球、干球3个部分温度构成的，它综合考虑空气温度、风速、空气湿度和辐射热4个因素。人体的热舒适度与人体内部的热平衡有关，人体内部的热平衡受到以下因素的影响：体力活动、着装、环境温度、热辐射温度、风速和空气湿度[6]。当热应力施加到人体时，会导致一系列的身体反应比如：出汗、心律加快和人体内温度升高。在条件一定的情况下，热应力越大，热应激也就越大，最后达到一定的程度，将会影响人体的健康。例如：风速，改变可在室外场地安装排风扇，加速风的对流，降低室外场地的温度；空气湿度，可进行室外的比赛场地散水降温，从而改变场地的湿度；辐射量，可改变室外场地的材质，使辐射量吸收减少。不同的措施，带来的结果均可影响WBGT指数的降低，使观众和运动员有一个舒适的环境，这样才可以取得双赢的效果，保证在炎热的杭州9月，2022年杭州亚运会的顺利举行。

4.结论

根据杭州以往5年气象局公布的杭州气温情况可见，杭州以往5年的9月11日至9月25日15d的气温状况仍有一定的高温天气（日气温最高温度高过35℃）出现，而在实地检测气温后，与气象局公布的气温进行对比，可发现测量出的气温相较于气象局给出的温度更高，比赛场地内更有几处温度高达40℃以上，在此进行比赛运动员的状态必会受到高温天气的影响，观众的观赛体验与工作人员的工作保障也同时受到高温天气影响，对2022年的亚运会如何应对高温天气的运动赛事举行，杭州亚运组委会应有更多的思考与措施。