晋江国际马拉松赛气象条件分析及风险评估*

杨舒琳 王聪晓 叶晓冰

(1.福建省晋江市气象局，福建 泉州 362200；2.福建省永春县气象局，福建 泉州 362600)

马拉松是国际上非常普及的长跑比赛项目，晋江国际马拉松赛从2016年起至今已连续举办了五届，由中国田径协会、福建省体育局和晋江市人民政府联合主办，已成为我国最具影响力和国际知名度的马拉松赛事之一，也是晋江的大型品牌赛事之一。2019年晋江文旅国际马拉松赛有来自中国、加拿大、法国等20个国家和地区的近1.5万名运动员参赛，是一场高规格、大规模、高质量的赛事。

晋江国际马拉松比赛路线大部分位于市区交通要道和大型商业广场范围内，人员密集、交通环境复杂且全程均位于室外。气象条件是影响马拉松赛事举办的重要因素，Timo Vihma[1]统计分析了1980—2008年斯德哥尔摩马拉松比赛成绩与天气的关系，发现气温、风速、相对湿度、绝对湿度、太阳长短波辐射及降雨均会影响参赛者的成绩；翁锡全等[2]、赵婧姝等[3]分析了气候条件对体育运动的影响，发现雾湿天气对运动能力有不利影响，环境温度和湿度对运动能力的负面影响有协同作用；武雪莲[4]分析了近10年来世界著名马拉松赛事的竞赛成绩和同期天气数据，确定出各气象因子在不同类别下对马拉松比赛成绩影响的差异。因此气象服务保障被列为马拉松赛事的重点任务之一。

马拉松全程距离为42.195km，比赛时长为2～5小时，属于高强度运动[4]。马拉松赛程是对人类体能的极限挑战，对专业技能和身体素质要求较高，其成绩受气象因素影响也很大。不同天气对马拉松比赛的筹备、开展及完赛都有很大影响，晋江国际马拉松赛的气象服务工作是晋江气象服务的重要任务之一，做好赛事气象服务具有重要意义。根据赛事主办方要求，鉴于前期地方政府已综合考虑各方因素确定赛事举办月份在12月，本文主要分析晋江12月份天气气候特征，确定12月内马拉松赛的最佳比赛时间，为主办方提供决策建议。

1 资料来源

利用晋江国家气象观测站1960—2020年近61年12月逐日气温、风速、相对湿度、降水量等气象观测资料以及2005—2020年12月逐小时的气温、风速、相对湿度、降水量等观测资料。雷暴、冰雹、大雾、大风、中雨及以上降水等高影响天气通过统计分析晋江国家站近61年年报表文件及逐日降水观测资料获得。

2 气象因素对马拉松赛的影响

与马拉松比赛密切相关的气象要素有平均气温、最高气温、相对湿度、平均风速、最大风速和降水量等，基于国内外在该领域的相关研究结论以及夏廉博[5]、John Humphreys[6]等论著的研究成果，本文总结出以下气象要素阈值标准。

2.1 气温

研究表明，马拉松比赛受温度影响很大，高温天气不利于马拉松运动员真实水平的发挥。气温偏高，运动员出汗太多，会导致流失大量水分和矿物质，体能消耗加大，易导致中枢神经疲劳，肌肉活动能力降低。气温偏低，运动员会诱发运动性哮喘；肌肉活动不开，筋腱紧张，易扭伤；身体僵硬造成动作不协调，不利于提高成绩[7]。

气温适宜，则体能效率高，有助于运动员充分发挥自身水平，最适宜气温约为15～22℃[7]。

2.2 相对湿度

相对湿度会影响体热散发、排汗和盐分及水的代谢。马拉松是需氧量和排汗量都较大的运动，湿度过大，人体排汗和散热能力下降，运动员易感到郁闷、疲劳，加大体能消耗，造成运动能力降低。湿度较低则导致排汗量增多，运动员易感到干渴，甚至发生脱水现象，使呼吸道受损。马拉松比赛适宜的湿度是30%～60%，最适宜的湿度条件为 50%～60%[7]。

2.3 风速

风速会影响人的呼吸、新陈代谢、能量消耗等，进而影响体能的发挥[7]。风速对马拉松比赛是双刃剑，较小的风速通常有利于蒸发排汗，而较大的风速会对运动员比赛成绩造成严重不利影响，影响马拉松比赛的风速为大于8 m/s的强风[8]，较适宜的风速范围是2～5m/s[9]。

2.4 降水

降水对比赛的影响取决于降水量的大小，大雨影响运动员的发挥，从而影响成绩，小雨则更有助于创造好成绩[8]。

3 结果与分析

3.1 晋江市12月天气气候背景及最佳比赛日期的选定

利用晋江国家观测站1960—2020年近61年12月逐日气象观测资料进行分析，晋江市近61年12月逐日气温均呈现下降趋势(图1a)，逐日平均气温约在13～16.5℃范围内，最高气温基本在16～21℃范围内，均满足马拉松比赛适宜温度13～25℃的条件；分析风速的范围(图1b)，平均风速在3.8m/s以下，满足马拉松赛的条件，最大风速在7m/s以下，未达到影响马拉松比赛的强风速值。

逐日降水概率显示(图1d)，晋江市12月份的降水概率均小于30%，其中1～7日、9～13日、15～20日三个时段的降水概率都在20%以下；逐日平均降水量分析表明(图1c)，除9日、13日、30日外，其余时段降水量均小于2mm，而微量降水是马拉松赛取得好成绩的理想指标[10]。

(a)晋江市12月逐日气温分布 (b)晋江市12月逐日风速分布

从相对湿度方面考虑(图略)，12月的逐日白天时段(08～20时)平均相对湿度基本在 57%～65%间，其中1～8日、22～25日两个时段的相对湿度值均在60%以下，而逐日最小相对湿度则均在50%～60%。

综上分析，12月的气温、风速满足马拉松比赛的条件，相对湿度，降水是影响12月份晋江市马拉松比赛需考虑的主要气象要素，综合逐日白天时段相对湿度及逐日降水概率、平均降水量的变化，建议马拉松赛安排在12月1～7日举行。

3.2 晋江市马拉松赛时间的选定

从2005—2020年12月逐小时的平均气温分布可以看出(图2a)，气温最低值出现在每日上午6～7时，气温最高值出现在午后14时，气温在13～18℃内波动；由平均风速的分布可见(图2b)，每日逐小时风速均小于3.5m/s，而逐小时相对湿度则在55%～70%内波动(图2c)，10～16时湿度值均小于60%。从小时降水概率的分布状况可见(图2d)，逐时降水概率在4%～7%范围内，一日当中逐时降水概率都很低，10～17时的降水概率均不大于5%。

(a)晋江市12月逐小时气温分布 (b)晋江市12月逐小时风速分布

根据往年比赛情况，马拉松比赛持续时间一般不超过5小时，另外考虑到10时前相对湿度值仅略偏高于马拉松赛适宜湿度上限值。综合分析，建议马拉松比赛安排在9～16时较适宜，其中9～10时相对湿度偏高在5%范围内，且此时已日出，气温逐渐上升，人体感觉较为舒适，对赛事影响不大；比赛选择在上午10时开始为最优，此时气温15.6 ℃左右，相对湿度为60%，降水概率仅5%，较为舒适。

根据马拉松赛事对气象条件的需求，通过以上对晋江市12月日期、时间的筛选，可基本确定12月1～7日及9～16时为最佳比赛时间段。

3.3 最佳比赛时间段内的高影响天气及灾害风险评估

分析统计晋江市1960—2020年近61年间12月可能出现的高影响天气及其出现频率，定义发生频率在2%及以下的为风险极低，2%～20%的为风险较低。

3.3.1 雷暴、冰雹

短时强对流天气会产生雷暴、冰雹等灾害性天气，会对马拉松比赛的参赛运动员造成威胁，此种情形，通常会中止比赛[7]。统计晋江地区1960—2020年间历年12月雷暴的出现频率，61年间晋江12月平均雷暴日数为0.08天，出现雷暴的概率为0.3%，说明12月出现雷暴概率极少，发生风险极低。历年12月则未出现过冰雹。

3.3.2 大雾

雾的大小直接影响能见度的高低；能见度低会造成运动员视线障碍而行为出错[7]。有雾时，运动员会因吸入过多的水汽而影响氧气的摄入，气体交换功能下降，导致体能受限，从而影响比赛成绩[7]。统计可得，晋江12月平均大雾日数为0.5天，出现概率为2%，发生风险极低。

3.3.3 5级及以上大风

统计晋江地区1960—2020年间12月8m/s(5级)及以上最大风的出现频率，平均日数为5.9天，出现概率为19%，发生风险较低。

3.3.4 中雨及以上(含暴雨)

统计历年数据，晋江61年来12月出现中雨及以上共58天，出现时段主要集中在12月中下旬(占89%)，平均日数为0.95天，出现概率为3%，发生风险较低；出现暴雨及以上共3天，分别出现在9日、13日、25日，平均暴雨日数(日平均降水量为73mm)仅为0.05天，出现概率为0.2%，发生风险极低。

综上所述，12月作为向初冬季节转换的时期，天气条件相对稳定，该时期除中雨及以上降水，5级及以上大风灾害发生风险为较低外，其他高影响天气发生风险均极低，比较适合马拉松赛事的举办。可能影响马拉松赛的天气主要是大风天气和中雨及以上降水。

4 结论

①通过统计分析1960—2020年晋江市12月份主要气象要素分布，选定晋江国际马拉松最佳比赛日期为12月1～7日。

②晋江国际马拉松赛安排在9～16时较适宜，并且选择在上午10时开始为最优，此时相对湿度为60%，气温在15.6℃左右，降水概率仅5%，天气条件比较舒适。

③在马拉松开跑后的3～5小时比赛时段里，气温约在 15～18 ℃ 范围内，相对湿度在56%～60%之间变化。

④分析历史气候资料，晋江国际马拉松最佳比赛时间段内，出现雷暴、冰雹、大雾、暴雨等高影响天气的风险极低，发生中雨及以上降水、5级及以上大风灾害的风险较低，天气条件总体有利于运动员正常发挥竞技水平。另外，主办方需采取适当措施做好防范大风及中等强度以上降水的准备。

⑤马拉松比赛是对气象要素和天气条件较为依赖的一种户外大型运动赛事[11]。提前评估马拉松赛时段内的气象要素及高影响天气发生风险，分析气候条件，是做好赛事气象保障服务工作的重要前提，同时也为地方政府和赛事主办方确定最终比赛时间段，并采取相应的高影响天气防范措施提供了重要依据。