卫辉市近40年人居环境舒适度变化分析

贾振河 袁向春 康红勋

摘要：利用1981-2020年卫辉市气象资料，基于人居环境气候舒适度评价标准，对卫辉市温湿指数和风效指数的变化特征进行分析。通过对卫辉市人居环境舒适度进行了分析，以期为旅游业的发展规划提供科学参考依据。研究发现：（1）卫辉市平均气温、高温日数呈明显上升趋势;平均相对湿度、平均风速呈下降趋势;（2）卫辉市的气候舒适日数表现为增加的趋势，以 00 年代为最多，80 年代为最少;（3）卫辉市秋季和春季较为舒适，冬季、夏季为较不舒适的季节;春季和冬季的舒适日数呈增加趋势，夏季呈减少趋势，秋季变化不明显;（4）舒适天数较多的月份集中在4-6月和9-11月，6-9 月的舒适日数呈现下降趋势可能与高温日数增多有关。（5）由于夏季极端高温、暴雨、冰雹等恶劣天气增多，对居民生活和旅游造成的影响十分明显;同时，年气温、月气温和相对湿度的上升，年平均舒适日数也随之上升。

关键词：气候舒适度;温湿指数;风效指数;卫辉

前言

卫辉市位于河南省北部，新乡市东北部。地处中原腹地，西依太行，南临黄河，卫辉市位于东经113°51'至114°19'，北纬35°19'至35°42'之间，中国最佳文化生态旅游城市。舒适的天气气候对旅游业的发展具有促进作用，恶劣或极端的天气气候常常会影响或限制出行，从而影响旅游活动，因此，研究气候舒适度的变化，将对旅游业的规划发展产生重要的影响。

气候舒适度评价研究已有近百年历史。早期研究多基于统计经验性指标，包括有效温度，湿球黑球温度指数，以及在中国应用广泛的温湿指数和风寒指数等。经验指标计算简便、易于被公众理解：但过于简单的计算降低了结果的准确性，无法满足指标值和人体热生理状态一一对应的基本要求。其经验性质也导致了指标应用在时间、空间维度的局限性。合理的人体舒适度模型必须以人体热交换机制为基础，综合考虑环境因素、人体代谢呼吸散热和服装热阻等各种因素的影响。20世纪60年代后，生物气象学和计算机技术的进步使得基于人體热交换模型的气候舒适度指标得到了迅速发展;代表性指标的包括预测平均投票数，体感温度，标准有效温度和生理等效温度等。然而由于热交换理论的缺陷，上述指标均没有被普遍接受。21世纪后，多学科的高度交叉与融合使得对人体热量传输与能量代谢过程更全面、精确的描述成为可能。

1资料和方法

1.1资料

本文利用卫辉市1981-2020年40年的日平均气温、日最高气温、日平均相对湿度、日平均风速和日照时数等资料为依据，对卫辉市的人居环境舒适度进行系统的分析，揭示其变化规律，以期为旅游业发展规划提供科学参考依据。

1.2计算方法

由于影响舒适度的气象要素较多，结合有关规范中人居环境气候舒适度评价标准，本文采用温湿指数和风效指数来综合评价某种气候条件下人体的舒适与否。根据人们对环境温度、湿度、风等的真实感受，将气候舒适度划分为：寒冷、冷、舒适、热和闷热 5 个等级。温湿指数（I）和风效指数（K）按照下列公式来计算：

温湿指数：

风效指数：

式中T为平均温度（℃），RH 为平均相对湿度（%），V为平均风速（m/s），S 为平均日照时数（h/d）。

气候舒适度采用温湿指数和风效指数的组合进行评价。当两种指数不一致时，冬半年使

用风效指数，夏半年使用温湿指数。当平均风速>3m/s 时，使用风效指数。

2气象要素变化特征分析

通过分析1981-2020年逐年平均气温、高温日数、平均相对湿度和平均风速等资料，可知：

近40年来，卫辉市的年平均气温为14.2℃，在 13.7‐15.1℃之间变化。气温的年际变化呈现显著的上升趋势，平均气温以 0.29℃/10a 的速度在逐年升高。年平均高温日数为5天，集中在出现在6-9月。出现最多高温日的年份为2004年（13天），最少高温日的年份为 1985 年和 1999 年，均未出现高温日。高温日数的年际变化同样呈现显著的上升趋势，以 2.0d/10a 的速度在逐年增多。

卫辉市年平均相对湿度为69%。相对湿度的年际变化呈现明显的下降趋势，以1.4%/10a 的速度在逐年减少。

卫辉市平均风速为2.3m/s，极端最大风速为18.7m/s（出现在1981年2月21日）。风速的年际变化呈现明显的下降趋势，以每 10 年 0.4m/s的速度在逐年减小。

3卫辉市气候舒适度指数变化特征分析

3.1年际变化特征

1981-2020年卫辉市的平均舒适天数为152天，最多舒适天数为185天，出现在1997年，最少舒适天数为102天，出现在1983年。通过逐日计算可知，发现舒适度日数呈现增加的趋势，以3.6d/10a的速度增长，通过0.01的显著性检验。

从年代变化来看，1997‐2015年舒适天数较多，1981‐1996年舒适天数较少。各年代的平均舒适度天数分别是80年代132天，90年代147天，00年代151天，10年代147天，以00年代为最多，80年代为最少。舒适度日数增加可能与平均气温的升高、平均相对湿度的减小以及平均风速的减小有关。

3.2季节和月际变化特征

1981-2020年卫辉市春季（3-5月）、夏季（7-9月）、秋季（9-11月）和冬季（12-2月）的平均舒适天数分别为47天、30天、56天和11天。表明卫辉市秋季和春季较为舒适，冬季、夏季为较不舒适的季节。春季和冬季的线性倾向率呈上升趋势，以春季的增率最快，以5d/10a的速度增加;夏季的线性倾向率呈下降趋势，以2d/10a的速度减少;秋季变化最不明显。全年的舒适天数的增加主要贡献来源于春季和冬季。

从月际尺度来看，舒适天数较多的月份集中在4-6月和9-11月，其中10月平均舒适天数最多，为25天;1月和2月平均舒适天数最少，仅3天。分析气候倾向率可知：除6-9月呈现下降趋势，其他月份均呈上升趋势。以 4 月的正倾向率最大，为 0.28，其次是 11 月，为 0.22;以 9 月的负倾向率最大，为-0.26。6-9月气候舒适天数减少的原因，可能与高温日数增多有关。

4结论

（1）卫辉市平均气温、高温日数呈明显上升趋势;平均相对湿度、平均风速呈下降趋势。

（2）卫辉市的气候舒适日数表现为增加的趋势，以 00 年代为最多，80 年代为最少。

（3）卫辉市秋季和春季较为舒适，冬季、夏季为较不舒适的季节;春季和冬季的舒适日数呈增加趋势，夏季呈减少趋势，秋季变化不明显。

（4）舒适天数较多的月份集中在4-6月和9-11月，6-9月的舒适日数呈现下降趋势可能与高温日数增多有关。

参考文献：

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