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气候变暖,舒适度增加了吗

2017-05-31 11:09 来源:北京日报 
2017-05-31 11:09:08来源:北京日报作者:责任编辑:白璐

  编者导读

  天气太热太冷,太潮太干,人都会感觉不舒服。那么,在全球变暖的背景下,我国近几十年来的气候舒适度是如何变化的?

  国家气候中心副研究员吴佳和中科院大气物理研究所研究员高学杰等,针对这一问题根据相关资料开展了研究,下面就把有关结论介绍给读者。

  今年4月29日,北京南郊观象台观测到的最高气温达到33.5℃,突破了历史同期的极值,成了66年来4月最热的一天。继此之后,5月份的气温也节节攀升,比常年提前12天于5月7日进入夏天,并遭遇了首次大范围高温天气。

  很多人可能只对短时间内环境温度的舒适度变化有明显的感受,可是如果将时间轴拉长,或许感觉就变得模糊起来。

  气候舒适度是怎样认定的?

  如果问,你在什么样的天气里感觉最舒服?每个人可能会有不同的答案。

  从科学上看,人体对环境温度的感受程度(热感受)除受气温的直接影响外,其他如湿度和风速等也有很大作用。如在夏季,很高的湿度会影响人体汗液蒸发散热,形成不舒适的“桑拿天气”,风则可以促进汗液蒸发和直接带走热量,降低炎热的感觉。冬季在北方,经常爆发的寒潮等冷空气活动带来的大风,因为带走更多热量引起更寒冷的感受,同时南方的湿冷天气较北方的干冷也让人更不舒适。

  经过漫长的研究,科学家找到了很多度量气候舒适度的方法,建立了诸多用于评估气候舒适度的模型,较复杂的有以人体热交换机制为基础、对冷热环境都具有较好适用性的机理模型。不过,这些机理模型普遍涉及的个体参数、人体热传输等复杂因素,较难获取。据中国科学院大气物理研究所研究员高学杰介绍,国内大多数研究使用温湿指数、风寒指数和有效温度等指标,但这些研究大多基于个别气象台站观测,用于评价特定地点和景区等的旅游气候和资源条件。

  国家气候中心副研究员吴佳介绍说,他们在国内首次基于高分辨率格点化逐日观测资料CN05.1,使用考虑了气温、湿度和风速影响的有效温度(effective temperature,以下简称ET)作为热感受指标,研究整个中国地区的舒适度变化。

  据吴佳解释,ET的计算最开始是在实验室中测定,随后经过问卷修正等过程得到现在的计算公式,综合考虑了气温、相对湿度、风速对人体舒适度的影响。ET计算相对简便易行,使用常规气象观测数据,并覆盖从寒冷到炎热的各种气候类型,反映了人体的普遍感知。

  在炎热天气下,ET随气温/相对湿度的升高而增大,但随风速的增加而减小;在寒冷天气下,ET随气温降低,并随相对湿度和风的增大而减小。比如在非常干燥的情况下,气温在39℃时达到有效温度中的炎热标准,但在80%的高相对湿度下,如果风速分别为1米/秒(按照风级划分标准为一级)和5米/秒(三级风),则达到炎热标准的气温分别降低为29℃和31℃。同样在干燥和一级风的情况下,0℃气温为寒冷标准,但在空气潮湿和三级风情况下,10℃气温即达到寒冷标准。

  我国气候总体偏冷,平均舒适日27天

  人体热感受按照ET的不同值,划分为由寒冷、冷、凉、舒适,至温暖、热、炎热等各个等级。中国地处中高纬度,同时存在青藏高原等较多高海拔地区,气候总体以偏冷为主,根据计算,就全国平均而言,每年的冷和寒冷日数有255天之多,而热和炎热日数仅有11天,舒适日数为27天。冷和寒冷日数,在人口分布比较密集的中国东部,以东北地区最多,可以达到200到300多天间(大约合7至10个月),华南最少,一般在100天以内(3个月)。

  位于低纬度的华南也是炎热日数最多的地区,很多地方在90天(3个月)以上;此外由武汉向西南至长沙一带的洞庭湖平原、向东南至南昌一带的鄱阳湖平原,及四川盆地中部(重庆位于其边缘)等地,也有75天(2个半月)以上的高值中心。

  全年的舒适日数在温暖的华南、四川盆地较多,在50至75天(1个半月到2个半月左右);最多的地区是云南南部(西双版纳及其北部的普洱)及广西西部和云南、贵州交界地区,在90天以上(3个月),这些地区地处低纬,这样冬季的气温不会太低,而同时又有一定的海拔高度(1000米左右),夏季的气温低于同纬度的华南,从而使得它们成为全年和夏季舒适日数最多的地方。

  全球变暖我国气候舒适度小幅增加,北京平均舒适日55天

  最近几十年,在气候变化的背景下,我国的气候舒适度是如何变化的?

  该研究显示,随着全球变暖,有效温度升高,导致中国平均冷和寒冷日数以每十年3.5天的速度减少,同时热和炎热日数以每十年0.7天的速度增加,尤其是华南地区增幅最大。最近十年和上世纪60年代比,中国平均冷日减少了15天,热日增加了30%。

  该研究指出,中国近几十年有效温度明显上升,可主要归因于气温的升高和风速的降低,两者在不同地区和季节的具体贡献值存在差异,总体而言大致分别在60%和40%左右。相对湿度则由于变化幅度较小,贡献不大。

  就舒适区间而言,目前中国平均舒适日数变化趋势为增加,速度为每十年增加1.3天,但东部很多地方已出现减少趋势;特别是夏季,整个东部的舒适日数都在明显减少,数值最大可以达到每十年两天以上。中国平均舒适日由上世纪60年代的25天,增加到29天。但在人口密集的东部,由华北平原起至华南,夏季舒适日数则由上世纪60年代的26天减少为22天,同样人口密集的四川盆地也是减少地区之一,预计未来随着气候的进一步变暖,上述变化趋势将进一步加剧。究其缘由,吴佳认为,东部及南方地区夏季本身ET较高,随着全球变暖加剧,这些地区ET也明显升高,原本的舒适日变成暖日和热日,从而导致舒适日减少。

  具体我们所在的北京,由于地处北方,以人口密集的城区和近山区为例,平均每年的冷和寒冷日数、舒适日数及热和炎热日数依次递减,分别为205天(近7个月)、55天(近2个月)和8天(一周多),同样前者以每十年4.2天的速度减少,而后两者分别以每十年0.8天和1.3天的速度增加,即最近十年相对于上世纪六十年代,冷和寒冷日数减少了18天(9%),舒适日数增加了近4天(7%),而热和炎热日数,则由上世纪六十年代的5天增加至现在的11天,有一倍多。各个季节中的舒适日数,也是夏季减少,春、秋季增加。但北京整个行政区范围内,远郊山区的情况则和平原有所不同,如夏季本身的舒适日数就较多,也处于一直增加之中。制图/刘湘雅

  延伸阅读

  气候舒适度研究 国外很热门

  需要指出的是,ET是众多描述热感受的生物气象学指数中计算相对简单的一个,此外中国地域辽阔,气候多样性显著,不同地区和不同人群对冷热的感受和忍耐程度也有很大不同,未来尚需本地化和考虑更多因素(如辐射等)指数的应用。

  高学杰说,类似热舒适度等应用气象/气候学研究,在国际上一直有相当高的热度,并且目前在全球变暖背景下得到更多重视。相对而言,国内近年的发展则存在一定不足,相关领域和学科的研究亟待加强。

  高学杰表示,现在公众非常关心的一个问题,是未来随着全球气候的进一步变暖,中国各地区的寒冷、炎热和舒适日数等将如何变化。他们研究组目前正在使用通过大规模数值试验得到的一组高分辨率区域气候模式的预估结果,致力于此项研究。

  赵晓妮

[责任编辑:白璐]


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