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目 录

1引言 1

2国内外研究现状 1

2.1国内研究现状 1

2.2国外研究现状 2

3研究方法 2

3.1 线性回归 2

3.2 5年滑动平均 2

3.3 突变年检验 3

3.4 通用热气候指数 3

4影响人体舒适度气候因子变化特征 4

4.1 年际变化特征 4

4.2 气象要素距平变化特征 5

4.3 月变化特征 6

4.4 突变年检验 7

5人体舒适度变化特征 8

5.1 时间变化特征 9

5.2 空间变化特征 9

5.3 气象要素与人体舒适度相关性分析 12

6结论 13

参考文献 13

致谢 15

杭州市人体舒适度变化特征分析

摘要 生活环境的舒适程度是满足人类健康生活的最基本要求，而气候因子对舒适度起到了关键的作用。本文利用杭州市地面气象实际观测资料，采用UTCI模型计算人体舒适度指数，利用气候倾向率、突变检验、相关性分析等统计方法来研究杭州市气候变化特征以及人体舒适度时空特征。研究表明：(1)年平均气温均值为16.68℃，每10年该地区的年平均气温增温约0.367℃，年平均相对湿度每10年减少约0.016，年平均风速每10年风速减小约0.039m/s，多年平均降水量每10年减少约41.69mm；(2) 4个重要影响因子均存在月分布不一致性的变化特征，杭州市气温月分布主要呈单峰值的变化趋势，在7月份气温达到了峰值，从8月份开始气温呈显著性的逐月递减趋势。相对湿度月分布主要呈双峰值的变化类型，6月份相对湿度达到了第一个峰值，8月份相对湿度为第二个峰值。风速月分布主要呈双峰值的变化类型，在1-3月份期间风速呈逐月增大的趋势，3-6月份期间风速逐月递减。对于降水量逐月变化趋势，在1-5月份期间降水量呈逐月递减的变化趋势，在5-9月份期间降水量在总体上呈上升的趋势；(3)每个月份下人体舒适度UTCI指数值存在显著的差异性,人体舒适度UTCI指数值呈单峰值的变化类型，在1-2月份期间计算出的UTCI指数变化趋势相对较小，在3-7月份期间计算出的UTCI指数变化趋势呈显著的增长变化，从8月份之后计算出的UTCI指数呈显著性的递减趋势,每个季节下杭州市体舒适度UTCI指数空间分布存在显著的分布差异性；(4) UTCI指数值与4个影响因子之间均存在一定的相关性的关系，其中与年平均气温之间存在高度的正相关性的关系,与相对湿度之间存在较高度的正相关性的关系,与平均降水量之间存在较高度的负相关性的关系。

关键词： 杭州；气候倾向率；人体舒适度；UTCI；相关性

Analysis on the Characteristics of Human Body Comfort in Hangzhou City

Wang Lei

College of Applied Meteorology，Nanjing University of Information Science amp; Technology，Nanjing 210044

Abstract The comfort of the living environment is to meet the most basic requirements of human health, and climate factors play a key role in comfort. This paper uses the UTCI model, climate tendency, mutation test, correlation analysis and other statistical methods to study the human comfort time and spatial variation characteristics of Hangzhou city. The results show that: (1) the average annual mean temperature is 16.68 ℃, the annual average temperature increase in the region is about 0.367 ℃, the annual average relative humidity is reduced by about 0.016 every 10 years, and the annual average wind speed decreases by about 10 years 0.039 m / s, the average annual precipitation is reduced by about 41.69mm every 10 years. (2) There are four important influencing factors, which are the variation characteristics of monthly distribution inconsistency. The distribution of temperature in Hangzhou is mainly showing a single peak, In July, the temperature reached its peak, and the temperature began to show a decreasing monthly trend from August. Relative humidity month distribution was mainly bimodal change type, the relative humidity in June reached the first peak, August relative humidity for the second peak. The monthly distribution of wind speed is mainly in the form of double peak, and the wind speed increases month by month in the first three months. The wind speed decreases month by month from March to June. In the period from May to May, the precipitation showed a trend of decreasing month by month, and the precipitation was increasing on the whole in the period from May to May. (3) The human body comfort There is a significant difference in the UTCI index value, and the UTCI index of human comfort is a single peak change type. The trend of UTCI index calculated from January to March is relatively small, and the UTCI index calculated from March to August (P lt;0.05). (3) The UTCI index has a significant difference in the spatial distribution of the UTCI index in Hangzhou, respectively. (4) The UTCI index value And there is a certain correlation between the four influencing factors, and the relationship between the positive correlation with the annual mean temperature and the positive correlation between the relative humidity and the relative humidity, and the average precipitation There is a high degree of negative correlation between the relationship.

Key words: Hangzhou； climate tendency； human comfort； UTCI； correlation

1引言

有研究资料表明，我国的气候正发生的显著的变化，从而造成了一系列的自然气候灾害，尤其是极端气候对自然生态系统以及人类活动均构成了严重威胁，且造成的损失越来越严重。根据研究资料显示，全球每年因为极端气候造成的直接经济损失高达2000亿^[1]。全球气候的显著变化对国家以及人类生命安全构成了显著的威胁，因此区域性气候的研究工作成为了目前的工作热点^[2-3]。全球气候的显著性变化导致的最直接的效应就是，带来了例如极端高温、农业干旱、冰冻灾害等极端的气候事件，由于气候异常而造成的一系列的自然灾害，对农业的生产、人类健康以及大气环境保护等工作都造成了较大的影响。有研究资料显示，气象因子对人们的生活以及生产等工作造成的影响最大。生活环境的舒适程度，是满足人类健康生活的最基本要求，而气候因子对舒适度起到了关键的作用。

人体舒适度指标要综合考虑气温、降水量、相对湿度、风速这4个主要气候因子对指标评估的综合作用之后，研究不同的人群对周围气候环境的舒适程度。对区域性人体舒适度的研究，能够满足经济社会以及人类生活的需求，人们可以根据气候条件的变化，来开展各项工作，以及预防气候灾害性天气具有指示性的作用，同时对人体舒适度的研究，能够对工业生产等提供指导性的作用。因此，可以看出，通过对区域性人体舒适度的研究，能够提高人们生活水平的同时，还能够增加一定的社会经济效益。

我国国家气象部门已经陆续看展了人体舒适度、空气质量实时监测以及森林火灾预警等气象服务工作。人类的生活与环境密不可分，大气中的环境变化对人类的健康与否起到了关键的作用。人体舒适度主要是利用周围环境与人们自身的热量平衡的原理，通过气候因子的变化能够判断出人体舒适度指标。因此，本文将利用杭州地区气温、降水量、相对湿度、风速等气候因子，来对杭州市影响人体舒适度的重要因子的变化特征及其UTCI在时空上变化特征进行分析，更好地掌握杭州市舒适度的变化，为杭州市人民能够更加舒适地生产生活做出贡献。

2国内外研究现状

2.1国内研究现状

有很多学者对人体舒适度指标进行了大量的研究，主要有：吴滨等^[4]利用福州地区近50年额逐日气候因子观测资料，主要研究了该地区逐月人体舒适度变化趋势。结果表明，福州地区人体舒适度存在一定的月分布差异性，其中5月份舒适度指标最高。吉莉等^[5]利用重庆北碚地区气候观测资料，主要采用了线性回归、突变年检验等方法，提出了人体舒适度评价标准。结果显示，该地区人体舒适度主要集中在春季。李儒等^[6]主要采用改进的计算公式，研究了甘肃省近40年来的人体舒适度变化特征，指出了甘肃省人体舒适度在年际、月变化中均具有一定的差异性。于庚康等^[7]利用江苏省37个地面测站观测资料，采用了通径分析法、一次线性回归方法，研究了江苏省舒适度时间、空间变化特征。结果显示，气温对舒适度的影响最大。朱卫浩等^[8]利用全国各个测站统计资料，主要研究了各个气候因子对人体舒适度的权重影响程度，指出了气温与舒适度之间存在高度的正相关性的关系。玄明君等^[9]利用太阳辐射强度、相对湿度以及气温数据，主要研究了哈尔滨夏季人体舒适度指数特征，指出了三种因子对舒适度指标影响权重不相同。普布次仁等^[10]利用西藏自治区38个地面观测站气候因子数据，对该区域舒适度指数空间分布差异性进行分析。结果得出，西藏自治区在不同的区域计算出的指数值不一致。骆月珍等^[11]主要在原有的舒适度指标模型基础上，增加了体感温度因子，对原计算表达式进行了修正。叶金印等^[12]主要研究了城市发展状况，对人体舒适度指标的影响。

2.2国外研究现状

对于国外的研究主要有：Hill等^[13]主要采用数值模拟的方法，研究了环境中的人体舒适度变化特征，并且研制出了环境中舒适度测量仪。Houghton等对^[14]人体进行采样温度时间，研究了温度、相对湿度的舒适线，同时提出了使用与对环境评价的温度阈值。Lots等^[15]利用人体体温、环境温度、相对湿度这三个因子数据，研究了气流与舒适度之间的关系。Burton等^[16]主要研究了相对湿度对人体舒适度影响的临界条件，指出了在高温情况下，相对湿度对舒适度才有显著的影响。在上个世纪60年代初期，Terjung等^[17]首次提出了利用气候因子计算舒适度指数的方法，且该计算方式适用性较为广泛。Steadman等^[18]根据热力学方程平衡的原则，考虑了众多影响人体温度的影响因素，提出了感热温度计算模型。

3研究方法

3.1 线性回归

为了研究杭州市人体舒适度重要气候影响因子演变规律，本文采用一元线性方程对统计出的逐年的气候值进行拟合，即：

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