贵州清镇人居环境气候舒适度评价分析*

金昭贵，李 娟，吴智凤，张 皓，翁 玲，杨 涛

(1清镇市气象局，贵州 清镇 551400；2.修文县第一中学，贵州 修文 550299；3贵阳市气象局，贵州 贵阳 550006)

气候与人类生存、活动密切联系，受全球气候变化、人类活动影响，人居环境历经动态变化发展。研究认为气候是构成人居环境的重要要素，其气候舒适度是直接影响人类健康的感知适应的适宜程度[1-2]，同时人居环境气候舒适度作为衡量宜居城市的重要因子显得十分重要[3]。随着人类对所生活的环境质量要求的提高，人居环境气候舒适度越来越受到关注，因此开展人居环境气候舒适度评价具有重要参考意义。

目前，国内外学者对气候舒适度开展了大量研究。国外相关学者提出了舒适线和有效温度指数概念、气候舒适度经验评价模型，在前人研究的基础上学者们又提出了人体舒适度与气候的关系，舒适度指数和风效指数概念，并利用温度、风速、日照和湿度等气象资料开展了气候舒适性评价[4-7]。Fanger综合考虑多种因素的影响建立了舒适度模型，以多种舒适度指标开展人体舒适度、人居气候适宜性评价[8]。国内学者们对人居环境气候适宜度评价也进行了相关研究[1-3，9-15]，研究认为单个指数模型不能准确反映人居气候舒适度的变化，综合舒适度模型对一个地区的实际气候适宜状况的评价更具有全面、真实性，具有一定的参考价值[1-3，9-15]。

贵州清镇地处黔中腹地，是黔中城市群和黔中经济区的核心地带，被誉为“高原明珠·滨湖清镇”。该区域属北亚热带季风湿润气候，全年气候温和、舒适宜人。目前，大多数的研究集中于对清镇市气候相关特征的分析研究，而对清镇市人居环境气候舒适度研究的报道较少。因此，本文选择清镇市1959—2019年相关气象数据，对清镇市人居环境气候舒适度进行评价分析，旨在对提高清镇市人居环境质量、城市规划建设、全域旅游等提供科学参考依据。

1 资料和方法

1.1 资料来源

本文选取清镇市国家地面观测站1959—2019年的气温、湿度、风速、日照等逐月常规地面气象观测资料。按12月至次年2月为冬季，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季生成逐季序列，建立了清镇市月、季、年时数序列。

1.2 方法

本文主要采用温湿指数(THI)、风效指数(K)、穿衣指数(ICL)及舒适度指数计算1959—2019年清镇市人居环境气候舒适度[1，3，7，10-15]，各指标分级及赋值如表1所示。

表1 清镇市温湿指数、风效指数和穿衣指数的分级标准及赋值Tab.1 Grading standards and value assignment of THI，K and ICL in Qingzhen City

2 结果与讨论

2.1 温湿指数特征分析

根据清镇市1959—2019年气温、相对湿度的气候月平均资料，计算了清镇市各月温湿指数值(图1)。结果显示，清镇市温湿指数呈单峰分布，从1月开始温湿指数逐渐增大，7—8月增至最大之后逐渐减小。1—3月、11—12月温湿指数在45～55之间，为寒冷、不舒适月份；4—10月温湿指数在55～75，人体感觉为舒适及以上等级，其中4月、10月为清凉，舒适感觉，5—6月为暖，舒适感觉，7—8月偏热，较舒适。整体上看，清镇市60年来温湿指数呈上升趋势，气候舒适度有所降低，极冷、极不舒适，极闷热等级出现情况不明显。

图1 清镇市1959—2019年逐月温湿指数变化Fig.1 Monthly variation of THI in Qingzhen City from 1959 to 2019

2.2 风效指数特征分析

通过计算清镇市各月风效指数(图2)，结果显示，清镇1959—2019年年均风效指数为-438.56，60年来清镇风效指数呈上升趋势，总体感觉为舒适风，风效指数总体为负值，呈单峰分布，从1—7月上升，到7月达最大峰值，7月后开始呈下降趋势。1—2月、12月人体感觉为凉风，3—5月、9—11月人体感觉为舒适风，6—8月人体感觉为暖风。

图2 清镇市1959—2019年风效指数变化Fig.2 Monthly variation of K in Qingzhen City from 1959 to 2019

2.3 穿衣指数特征分析

通过计算结果分析显示(图3)，清镇市1959—2019年穿衣指数呈下降趋势，呈“V”型分布，最低值出现在7月，7月后呈上升趋势。5月以前清镇穿衣指数都在0.9以上，其中1月份指数最大，7月减到最小，之后又开始上升，到10月份达到1.3以上。研究发现，清镇市10月到次年的4月着衣保暖为主，部分年份需要加增护寒衣物，4月份为冷暖变换月份，5—10月清镇穿衣以短、薄的类似衬衫衣来调节炎热气候不适感。

图3 清镇市1959—2019年穿衣指数变化Fig.3 Monthly variation of ICL in Qingzhen City from 1959 to 2019

2.4 气候舒适度变化特征

通过计算温湿指数、风效指数和穿衣指数得到清镇市舒适度指数(图4)，结果显示，清镇市1959—2019年各月舒适度指数呈上升趋势，舒适度指数在较不舒适到较舒适等级范围。舒适度指数曲线出现两个峰值，整体呈“M”型分布，舒适度指数从2月份开始增大，5月份增至最大，之后明显下降，到7月份降到最低，8月份又开始逐渐增大，到10月份达到最大值，10月后又下降。整体上看，清镇市舒适度3、7、8、11月份为较舒适等级，4—6月、9—10月为舒适等级，12月至次年2月为较不舒适等级。整体分析显示，12月至次年2月为较不舒适的月份，3—11月份是舒适的月份。清镇市年舒适度指数波动较小，在7～9之间，属于舒适等级。

图4 清镇市舒适度指数月变化Fig.4 Monthly variation of climate comfort level in Qingzhen City from 1959 to 2019

综合分析图5、表2，结果显示，清镇市1959—2019年春季和夏季人居气候舒适度都呈现下降趋势，秋季和冬季呈上升趋势。春季、夏季、秋季、冬季舒适度存在波动变化，春季气候舒适度指数介于6.9～8.8之间，属于较舒适到舒适范围，但绝大部分年份指数超过7.0，属于舒适季节；夏季舒适度指数在5.4～7.2之间，属于较舒适到舒适范围，但绝大部分年份指数超过6.4，属于较舒适季节；秋季舒适度指数介于6.9～8.6之间，大部分年份指数超过7.0，属于舒适季节；冬季舒适度指数在2.8～6.0之间，属于不舒适到较舒适的范围，属于较不舒适季节。

图5 清镇市1959—2019年舒适度季节变化特征Fig.5 Seasonal variation of climate comfort level in Qingzhen City from 1959 to 2019

表2 清镇市四季人居气候舒适度指数线性拟合方程Tab.2 Linear fitting equations of climate comfort index in Qingzhen City in different seasons

上述研究表明，舒适度模型评价结果可较全面地反映清镇气候舒适度的变化规律特征。本次气候舒适度主要是采用多年月平均气象资料进行研究分析，反映的是平均状况，不能很好地反映人居环境气候舒适度在白天和夜间的差异及突发性天气的影响，在今后的研究工作中，应充分考虑地形、空气质量、降水、气压和太阳辐射等因素的影响。

3 结论

本文选取清镇市1959—2019年气象要素资料，对清镇市人居环境气候舒适度进行评价分析，体现了清镇市在气候变化背景下人居环境的变化情况。

1)清镇市温湿指数呈单峰分布和上升趋势，4—10月人体感觉为舒适及以上等级。风效指数总体感觉为舒适风，总体为负值，呈单峰分布，风效指数呈上升趋势。1—2月、12月人体感觉为凉风，3—5月、9—11月人体感觉为舒适风，6—8月人体感觉为暖风。穿衣指数总体呈下降趋势，呈“V”型分布，10月到次年的4月着衣保暖为主，5—10月清镇穿衣以短、薄的类似衬衫衣来调节炎热气候不适感。

2)清镇市舒适度指数呈上升趋势，整体呈“M”型分布，适度指数在较不舒适到较舒适等级范围，3、7、8、11月份为较舒适等级，4—6月、9—10月为舒适等级，12月至次年2月为较不舒适等级，12月至次年2月为较不舒适的月份，3—11月份是清镇市舒适的月份。

3)清镇市春季和夏季舒适度指数都呈现下降趋势，秋季和冬季呈上升趋势。四季舒适度指数均存在波动变化，春季到秋季表征为舒适季节，冬季属于较不舒适季节。