Page 47 - 《高原气象》2025年第3期

3 期 金 天等：气候变化背景下黄河流域气候舒适度分布特征及时空变化 605
候舒适度的概念被提出。这一概念基于“人体-近地 已显著升高约 1 ℃， 且在极端热应力环境下， 死亡
面大气”热量交换原理， 通过气象学视角评估个体在 人数呈上升趋势。在中国， 关于舒适度的地域性研
不同气候背景下的舒适感知（刘梅等， 2002）。气候 究普遍采用经验性指数作为分析工具。朱卫浩等
舒适度， 作为一种生物气象指标， 其构建基础在于 （2012）和于庚康等（2011）分别运用 CIHB 指数探究
人体与近地表大气环境间复杂的热交换机制。从气 了全国和江苏地区的气候舒适度变化， 结果表明，
象学的视角出发， 该指标旨在量化评估人类在不同 CIHB 指数在全国和江苏都呈现增加趋势。此外，
气候环境下所体验到的舒适程度。这一评估过程既 金安琪等（2019）则选取了 THI（温湿指数）来评估中
涉及气象参数的测量， 又包括对人体生理反应与气 国东部地区的气候敏感性， 研究指出东部季风区已
象条件间相互作用的深入分析， 能够反映人类在不 呈现变暖趋势， 且不同地域对气候变暖的响应呈现
同气候条件下的舒适感受（Fanger， 1970）。 多样性。同时目前针对全国尺度的 UTCI 及其舒适
国内外有关气候舒适度的研究已有近百年历 度变化特征的研究仍然显得不足。为了解决这些
史（Blazejczyk et al， 2012）。在指标选择方面， 主要 问题， Wu et al（2019）利用 UTCI 资料和气候学方法
可分为经验性指数和机理指数两类。早期较多采 对中国进行了区域划分， 并深入分析了各区域 UT‐
用经验性指数， 即通过统计学方法构建的简单线性 CI 的变化趋势。而李双双等（2016）则对北京地区
回归模型， 如 Wet Bulb Globe Temperature（WBGT） 影响 UTCI 的敏感气象因素进行了深入的分析和研
（Yaglou and Minard， 1957）、 Discomfort Index（DI） 究， 并发现气温是最主要的影响因素之一。此外，
（Thom， 1959）、 Index of Thermal Stress（ITS）（Givo‐ 林卉娇（2023）对 1980 -2019 年间 6 -8 月中国的人
ni， 1963）等， 这些指数都基于个人的主观感知（闫 体舒适度变化特征进行了深入的分析和研究， 初步
业超等， 2013）。这些指数的优势在于其计算较为 探讨了这些变化产生的可能原因， 同时进一步评估
简易且使用起来较为方便， 但它们没有考虑到环境 了热不舒适度可能对人口分布和城市发展产生的
中气象要素对人体的综合影响， 在适用性上存在问 深远影响（林卉娇， 2023）。这一研究增进人体舒适
题 。 为 了 克 服 这 种 适 用 性 较 差 的 缺 点 ， Fanger 度历史变化的理解的同时， 又对预测和应对未来气
（1970）基于人体热交换平衡理论， 同时参考 Gagge 候变化提供了重要的科学依据。
et al（1971）的人体温度调节两节点模型， 提出了经 目前中国国内关于气候舒适度多局限于小尺
典的 PMV-PPD（Predicted Mean Vote-Predicted Per‐ 度， 研究区域划分为不同子区域分别讨论气候舒适
centage of Dissatisfied）模型， 其中 PMV 值是表征人 度的研究很少， 同时黄河流域的相关气候舒适度研
体热反应（冷热感）的评价指标， 而 PPD则表示预测 究还处于空白， 缺乏全面的认识。基于以上论述，
不满意者的百分数。然而 PMV-PPD 模型主要适用 本研究以 ERA5 再分析资料为数据源， 采用多节点
于静态稳定的室内环境而人体在实际生活中所处 机理指数模型 UTCI（通用热气候指数）， 基于气候
的环境往往是动态的。为了更真实地模拟人体在 分区的结果， 研究和分析 1979 -2022年黄河流域气
室外环境下的舒适度研究者们提出了适用于动态 候舒适度空间特征及时空变化情况， 以期填补黄河
环境并考虑服装热阻的机理指数如生理等效温度 流域地区在气候舒适度方面研究的空白， 补充全面
（PET）（Shooshtarian and Ridley， 2016）、 标准有效 的认识， 并以此为相关部门制定适应性措施提供基
温度（SET*）（Gagge et al， 1986）以及多节点的通用 础性依据。
热气候指数（UTCI）（Jendritzky et al， 2009）等。 2 数据来源与研究方法
国内外众多学者已经运用上述指数， 对特定区
域展开了深入的探讨与分析。例如， Salah and An‐ 2. 1 研究区域
dreas （2017）研究发现， 在 Algiers 地区， PET 指数 黄河流域地理位置介于 32°N -42°N 和 96°E -
超过 35 ℃的天数已经显著增加。Katavoutas and 119°E， 东西长约 1900 km， 南北宽约 1100 km， 流
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Founda（2019）对东部地中海城市的研究也表明， 多 域面积达到了 75×10 km 。黄河流经青海、 四川、
个舒适度指数所对应的强热应力等级的出现频率 甘肃、 宁夏、 内蒙古、 陕西、 山西、 河南、 山东 9 个
都呈现出上升的趋势。与此同时， Zeng et al（2020） 省份。按照全国的气候区划， 黄河流域主要属于暖
也发现中巴走廊地区的 UTCI 指数正在持续上升。 温带、 中温带和高原气候区。本文基于中国气候区
Napoli et al（2018）的研究揭示， 欧洲区域的 UTCI 划新方案（郑景云等， 2010）， 将黄河流域共划分为