1981—2020 年江西省气候及其舒适度变化

苏海报 ，王 璇 ，吴文心 ，段雨欣

（1.江西省吉安市生态气象重点实验室，江西 吉安 343000；2.江西省上饶市气象局，江西 上饶 334000）

气候条件是影响人类活动和生态环境的重要因子。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告［1］表明，近百年气候系统正在发生广泛而迅速的变化，人类活动已经导致大气、海洋和陆地变暖。中国温度的上升趋势与全球变化基本一致［2］，以温度上升作为主要特征的气候变化，将对中国的居民活动和生态环境产生一定的影响［3-5］。

气候舒适度是以人类机体和近地大气之间的热交换原理为基础，从气象学的角度评价人类在不同气候条件下舒适感的一项生物气象指标，在生态环境气象服务中具有重要的基础性地位［6，7］。不同区域，由于其气候环境和地理位置等条件的不同，所采用的评价方法也不尽相同。贾海源等［8］、刘文平等［9］和曹伟宏等［10］结合当地的气候特点建立了舒适度模型，并进行了预报服务，但江西省在这方面的研究相对较少。通过分析江西省1981—2020 年的常规地面气象要素数据，研究该区域气候及其舒适度的变化，旨在为当地气候资源利用和气候舒适度服务提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 研究地点概况及资料来源

江西省位于中国东南部，长江中下游南岸，属于华东地区，温暖湿润的气候孕育了丰富的生物种类和多彩的自然与人文景观，吸引着大量的中外游客前来观光游玩。

所用气象资料来源于江西省气象局，采用江西省1981—2020 年的日平均温度、平均相对湿度和平均风速等常规地面气象要素的数据进行分析，个别错误原始数据，采用该日期前后3 d 的平均值。

1.2 气候舒适度指数的计算方法及等级标准

选用中国气象台站常用的、国内较流行的KSSD经验公式［11-13］计算气候（人体）舒适度指数（CI），并以此表征气候舒适度。CI是指在不特意采取任何防寒保暖或防暑降温措施的前提下，人体在自然环境中的感觉是否舒适，及其达到程度的描述，具体计算公式和等级标准［11-13］如下。

式中，CI为气候（人体）舒适度指数；T为日平均温度（℃）；RH为日平均相对湿度（%）；V为日平均风速（m/s）。

CI共划分为9 个等级标准（表1），其中1、2、3 级为冷不舒适级别，4、5、6 级为舒适级别，7、8、9 级为热不舒适级别。

表1 气候（人体）舒适度指数（CI）的等级标准

1.3 线性趋势分析法

选用线性趋势分析法来分析温度、湿度、风速、CI随时间的变化趋势，具体计算公式［14-16］如下。

式中，y为分析的要素；a为倾向率，表示分析的要素随时间的变化率（温度、湿度、风速、CI的倾向率用a的 10 倍表示，即每 10 年的变化率），a为正数表示y随时间t呈增加的趋势，负数表示呈减少的趋势；t为时间，本研究为年份；b 为常数。

2 结果与分析

2.1 温度、湿度、风速的变化特征

图1 为1981—2020 年江西省温度、湿度、风速的变化趋势特征，各要素都有一定的变化，但变化趋势特征不尽相同。由图1a 可知，温度总体呈波动上升趋势，每 10 年上升 0.4 ℃，与已有研究相符［1，2］；平均值为18.4 ℃，最高值为2020 年的19.2 ℃，距平＋0.8 ℃，最低值为1984年的17.2 ℃，距平-1.2 ℃。由图1b 可知，相对湿度总体呈波动下降趋势，波动幅度相对较大，每10 年下降1.0%；平均值为78.9%，最高值为1997 年的82.0%，距平＋3.1%，最低值为2009年的73.9%，距平-5.0%。由图1c 可知，风速的线性关系非常弱，可以忽略不计，但是在2002 年之前总体呈波动下降趋势，每10 年下降0.3 m/s，之后呈波动上升趋势，每10 年上升0.2 m/s；平均值为1.6 m/s，最高值为1981年的1.9 m/s，距平＋0.3 m/s，最低值为 2002 年的 1.3 m/s，距平-0.3 m/s。

图1 温度、湿度、风速的变化特征

2.2 气候舒适度指数的年、月变化特征

由图2a 可知，1981—2020 年江西省的气候（人体）舒适度指数（CI）总体呈波动上升趋势，每10 年上升0.5，说明随着气候变暖，CI也逐渐趋向于升高；平均值为 60.1，最高值为1998 年的61.6，距平+1.5，最低值为1984 年的58.2，距平-1.9。由图2b 可知，CI的月变化特征总体呈单峰型，即先上升再下降，7月均达到峰值 75.6，1 月为最低值 42.1。3 月、4 月、5月、6 月、9 月、10 月、11 月CI位于 50～75，舒适；12月、1 月、2 月，即冬季，CI位于 50 以下，冷不舒适；7月、8 月CI位于 75 以上，热不舒适；4 月、5 月、10 月CI位于等级5（表 1），即55＜CI≤70，绝大部分人感觉很舒服。总体来看江西省的舒适月份相对较多，且基本集中于春、秋2 个季节。

图2 气候（人体）舒适度指数（CI）的年、月变化特征

2.3 舒适天数的年、月变化特征

由图3a 可知，1981—2020 年江西省的舒适天数总体呈波动上升趋势，每10 年上升2.3 d，说明随着气候变暖，舒适天数逐渐趋向于增多；平均值为220.1 d，最高值为1997年的251.3 d，距平＋31.2 d，最低值为1983 年的 197.0 d，距平－23.1 d。由图3b 可知，舒适天数呈先上升、下降，再上升、下降的趋势；舒适天数主要集中于 4 月、5 月、6 月、9 月、10 月、11月（平均值以上），其中5 月、10 月的舒适天数最多，为 31 d，4 月次之，为 28 d，12 月、1 月、2 月的舒适天数较少，其中1 月最少，为3.7 d，说明江西省的舒适天数大多处于春季和秋季。

图3 舒适天数的年、月变化特征

2.4 舒适天数的季节变化特征

由图4 可知，1981—2020 年江西省的舒适天数在春季、秋季和冬季总体均呈波动上升趋势，但是秋季上升趋势不明显，夏季总体呈波动下降趋势，春、夏、秋、冬每10 年分别上升（下降）＋2.1、-2.7、＋0.2、＋2.6 d，以夏季、冬季的变化较为明显，说明气候变暖对夏季、冬季的影响较大。春、夏、秋、冬4 季的舒适天数平均值分别为76.2、47.8、79.4、16.7 d，以春秋两季的舒适天数较多，冬季最少。春季舒适天数最高值为2008 年的86.0 d，距平＋9.8 d，最低值为1985 年、1987 年的 69.7 d，距平－6.5；夏季平均值为47.8 d，最高值为 1997 年的 65.7 d，距平＋17.9 d，最低值为2003 年的33.3 d，距平－14.5 d；秋季平均值为79.4 d，最高值为1998 年的88.3 d，距平＋8.9 d，最低值为2009 年的67.0 d，距平-12.4 d；冬季平均值为16.7 d，最高值为2002 年的30 d，距平＋13.3 d，最低值为1983 年的5.3 d，距平－11.4 d。

图4 舒适天数的季节变化特征

3 小结与讨论

气候舒适度于18 世纪70 年代在建筑学中被引入，之后多位学者［17-21］对其进行研究。中国的研究于20 世纪80 年代开始起步，之后逐步发展起来。郭成香等［22］通过模糊综合评判方法，对四川省夏季的舒适度进行评价，并分析其水平分布特征。石春娥等［23］通过气候（人体）舒适度预报方法，得到江淮地区的计算公式和预报指标，并建立预报流程。本研究选用中国气象台站常用的、国内较流行的KSSD经验公式［11，12，16］计算气候（人体）舒适度指数（CI），并以此表征气候舒适度，研究该区域气候舒适度的变化特征，得出如下结论。

1）1981—2020 年江西省温度总体呈波动上升趋势，每 10 年上升 0.4 ℃，与已有研究相符合［1，2］。相对湿度总体呈波动下降趋势，波动幅度相对较大，每10 年下降1.0%。风速的线性关系非常弱，几乎可以忽略不计，但是在2002 年之前总体呈波动下降趋势，每10 年下降0.3 m/s，之后呈波动上升趋势，每10年上升0.2 m/s。

2）1981—2020 年江西省的气候（人体）舒适度指数（CI）总体呈波动上升趋势，每10 年上升0.5，说明随着气候变暖，CI也逐渐趋向于升高。CI的月变化特征总体呈单峰型，即先上升再下降，7 月均达到峰值 75.6，1 月为最低值 42.1。3 月、4 月、5 月、6 月、9月、10 月、11 月，舒适；12 月、1 月、2 月，冷不舒适；7月、8 月，热不舒适；4 月、5 月、10 月CI位于等级 5，绝大部分人感觉很舒服；总体来看江西省的舒适月份相对较多，且基本集中于春、秋2 个季节。

3）1981—2020 年江西省的舒适天数总体呈波动上升趋势，每10 年上升2.3 d，说明随着气候变暖，舒适天数逐渐趋向于增多。舒适天数呈先上升、下降，再上升、下降的趋势，主要集中于 4 月、5 月、6 月、9 月、10 月、11 月（平均值以上），其中5 月、10 月的舒适天数最多，为 31 d，4 月次之，为 28 d，12 月、1 月、2月的舒适天数较少，其中1 月份最少，为3.7 d，说明江西省的舒适天数大多处于春季和秋季。舒适天数在春季、秋季和冬季总体均呈波动上升趋势，但是秋季上升趋势不明显，夏季总体呈波动下降趋势，春、夏、秋、冬每10年分别上升（下降）＋2.1、－2.7、+0.2、＋2.6 d，以夏季、冬季的变化较为明显，说明气候变暖对夏季、冬季的影响较大，且夏季的下降天数小于春秋冬3 个季节的增加天数。

选择日平均温度、平均相对湿度和平均风速3个气象要素来研究气候及其舒适度的变化，但舒适度还与其他因素有关，而且每个人的生理感受也不尽相同，上述结论还有待进一步研究。