江西省气候舒适度的变化特征

苏海报，王 璇，吴文心#，段雨欣，范从文

1.吉安市生态气象重点实验室，江西吉安 343000；2.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，研究表明：全球气候变暖已经是不争的事实，以温度上升为主要特征的气候变化，将对人居生态环境产生一定的影响[1-3]。气候舒适度是以人类机体与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占据重要的基础性地位[4-5]。对于不同区域，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，目前江西省在这方面的研究相对较少。因此，通过分析江西省1981—2020年的常规地面气象要素数据，研究在气候变暖背景下，该区域气候舒适度的变化特征，旨在为当地人居生态环境和气候舒适度气象服务的开展提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

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，为方便研究，根据纬度将江西省等分为赣北、赣中、赣南3个部分。

1.2 气候舒适度的计算方法和等级标准

自Terjung[6-7]提出舒适度指数的概念后，各国研究人员陆续提出许多气候舒适度的表征方法，本文选用我国气象台站常用的、也是近年来国内较流行的KSSD经验公式计算气候（人体）舒适度指数（CI），并以此表征气候（人体）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，及其达到了怎样一种程度的描述[8]。具体计算公式如下：

式（1）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的等级标准参考已有不少研究，当CI≤50时冷不舒适，当50＜CI≤75时舒适；当CI＞75时热不舒适[9]。

2 结果与分析

2.1 气候舒适度指数的年、月变化特征

从图1a可以看出，1981—2020年江西省（赣北、赣中、赣南）的气候舒适度指数总体呈波动上升趋势，说明随着气候变暖，气候舒适度指数也逐渐趋向于越来越暖；气候舒适度指数平均值，以赣南的61.7为最大、赣中的60.0次之、赣北的58.7最小，南北差异明显。

从图1b可以看出，气候舒适度指数的月变化特征总体呈倒“V”形，即先上升、再下降，7月均达到峰值，1月为最低值赣北、赣中、赣南分别为39.2、41.4、45.9，南北差异较为明显，且1—12月气候舒适度指数基本为赣南＞赣中＞赣北。3—6月、9—11月气候舒适度指数在50～75之间，舒适；12至翌年2月，即冬季，气候舒适度指数位于50以下，冷不舒适；7—8月在75以上，热不舒适，总体来看，江西省（赣北、赣中、赣南）的舒适月份相对较多。

图1 气候舒适度指数（CI）的年（a）、月（b）变化特征

2.2 舒适天数的年、月变化特征

从图2a可以看出，1981—2020年江西省（赣北、赣中、赣南）舒适天数的年变化特征总体呈波动上升趋势，说明随着气候变暖，舒适天数逐渐趋向于越来越多，且赣北和赣南的上升趋势较为明显。总体而言，舒适天数以赣南的253 d为最多、赣中的210 d次之、赣北的198 d最少，赣南比赣北多55 d，南北差异较为明显。

从图2b可以看出，江西省（赣北、赣中、赣南）舒适天数的月变化特征总体呈“M”形，即先上升、下降，再上升、下降，舒适天数是主要集中于4—6月、9—11月，其中5、10月的舒适天数最多，赣北、赣中、赣南在这2个月份的舒适天数均达到了31 d；其他月份舒适天数相对较少，尤其以1、2、12月舒适天数为最少，即传统意义上的冬季，其中1月的舒适天数赣北、赣中、赣南分别为1、2、8 d。

图2 舒适和不舒适天数的年（a）、月（b）变化特征

2.3 舒适天数的季节变化特征

从图3可以看出，1981—2020年江西省（赣北、赣中、赣南）春季、秋季和冬季的舒适天数年变化特征总体呈波动上升趋势，夏季总体呈波动下降趋势。同时，可以发现冬季的舒适天数上升趋势明显，夏季的舒适天数减少趋势明显，这与气候变暖有关，说明随着气候变暖，冬季的舒适天数将会逐渐增加，夏季将逐渐减少；春季和秋季的舒适天数变化幅度相对较小，说明气候变暖对春季和秋季的舒适天数影响较小。春季舒适天数的平均值，以赣南的82 d为最多、赣中的76 d次之、赣北的71 d最少；夏季以赣南的56 d为最多、赣北的44 d次之、赣中的43 d最少；秋季以赣南的84 d为最多、赣中的78 d次之、赣北的76 d最少；冬季以赣南的31 d为最多、赣中的13 d次之、赣北的6 d最 少，且赣南比赣北多25 d，南北差异较 为明显。

图3 舒适天数的季节变化特征

3 结论

气候舒适度指数总体呈波动上升趋势，说明随着气候变暖，气候舒适度指数也逐渐趋向于越来越暖。气候舒适度指数的月变化特征总体呈倒“V”形，即先上升、再下降，且1—12月气候舒适度指数基本表现为赣南＞赣中＞赣北。总体来看，江西省（赣北、赣中、赣南）的舒适月份相对较多。

舒适天数的年变化特征总体呈波动上升趋势，说明随着气候变暖，舒适天数逐渐趋向于越来越多，且赣北和赣南的上升趋势较为明显。舒适天数的月变化特征总体呈“M”形，即先上升、下降，再上升、下降，舒适天数是主要集中于4—6月、9—11月，其中以5、10月的舒适天数最多，其余月份舒适天数相对较少，尤其以1、2、12月舒适天数为最少。从季节变化趋势来看，春季、秋季和冬季的舒适天数年变化特征总体呈波动上升趋势，夏季总体呈波动减少趋势。同时也可以发现冬季的舒适天数增加趋势明显，夏季的舒适天数减少趋势明显，这与气候变暖有关，说明随着气候变暖，冬季的舒适天数将会逐渐增加，夏季将逐渐减少；春季和秋季的舒适天数变化幅度相对较小，说明气候变暖对春季和秋季的舒适天数影响较小。

选择了日平均温度、平均相对湿度和平均风速3个气象要素来研究气候舒适度，但是气候舒适度还与其他因素有关，而且与个人的生理感受也密切相关。