冬季竹林内外小气候状况及对人体舒适度的影响.docx

冬季竹林内外小气候状况及对人体舒适度的影响 人体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，评价人类在不同气候条件下舒适感的一项生物气候指标，属于环境气象的研究范畴。人体舒适度能反映出某一区域的气象特点和人类对周边环境的影响，与人们的生产生活息息相关。对人体舒适度气候做深入的研究，提高其预报的准确率，对人们的出行及突发疾病的预防具有重要的意义。 一、研究区概况 福州市旗山森林公园的地理位置为东经119。28acute;、北纬26。08acute;，海拔700米左右，位于闽侯南屿境内，面积3587公顷，公园绿化覆盖率为90%，实有树木5000余种，其中，福建柏面积10.2公顷。森林公园距福州市中心仅25公里，且紧靠316国道，交通便捷，景区气候宜人，绿树长青，属暖湿的亚热带季风气候。无霜期长达326天，年均气温为1620，年均日照时数为17001980小时，年均降水量为9002100毫米，年相对湿度约77%。这里气候温和，雨量充沛，动植物种类繁多，有国家一级保护植物刺桫椤、南方红豆杉，有百龄的柳杉王、夫妻树等。旗山与鼓山东西对峙，有右旗左鼓，全闽二绝的佳誉。 二、研究方法 1时间和地点 在福州市旗山森林公园中，选取毛竹林和距离毛竹林3米远的空旷地作为研究对象，进行试验数据的测定。在选定的毛竹林中心位置，设定规格为20米20米的样地。2013年1月中旬，选择无风或微风天气，在竹林内连续观测3天，再设3个平行观测点：另外，远离试验区选择空旷地作为对照点，每天观测7次（719时内每隔2小时观测1次），测定位置距离地面1.5米，每隔2小时观测采样点的气温、空气湿度和平均风速，每次3个重复。 2数据处理 (1)气温、空气湿度、平均风速 分别用TES-1332A Digital luxmeter、center 310 Rs-232 humidity Temp meter、NK5915/61819 wind metei测定光照、气温、空气相对湿度、风速，在每个监测点，待仪器显示的数值稳定后，连续读取3组数据。竹林内外每隔2小时测得的气温、空气湿度和风速为该时该观测点3次气温、空气湿度、风速的平均值。竹林内外观测点3天内每次测得的气温、空气湿度及风速的平均值，则为2个观测点冬季的日平均气温、空气湿度及风速。 (2)人体舒适度 人类健康受气候、天气因素的影响非常大，当周围的气温、空气湿度、风、太阳辐射、气压等气象因子发生显著变化时，对一些人的身体健康就会产生影响。国内外关于人体舒适度的研究方法很多，大都综合考虑气温和空气湿度对人体舒适度的影响，本试验选用陆鼎煌提出的综合舒适指数评价竹林内的小气候舒适度，计算公式如下： S= 0.6（IT - 24 I）+0.07(I RH- 70 I)+0.5（IV - 21） 式中，S为综合气候舒适度指数，T为气温()，RH为空气相对湿度(%)，V为2米高处风速（米秒）。当S≤4. 55时，人体感觉很舒适(缩写为vc)：4. 55≤S≤6.95时，为较舒适(缩写为C)；6. 95≤S≤9.00时，为不舒适(缩写为U):S9. 00时，为极不舒适(缩写为vu)。 三、结果与分析 1竹林内外气温日变化规律 竹林内的日平均气温比路边低0.6。竹林内的日均温曲线大致呈N形，曲线走势为降升降，早晚低、中午高，在13时左右达到一天平均日气温最高值，之后日平均气温开始逐渐下降，至19时降到日平均气温最低值。 林缘的气温日变化动态基本呈单峰分布，7时左右气温最低，之后逐渐上升，气温变化幅度较大，13时左右达到一天气温最高值，随后，由于空地缺少植被的缓冲，随着太阳辐射的减少，至19时气温急剧下降。 竹林内外的日均温变化明显不同，竹林内一天中日均温最低值出现在傍晚，而林缘日均温最低值出现在早晨；78时竹林内的气温小幅度降低，且比林缘气温稍高，原因可能是早晨竹林内蒸腾作用大于光合作用，由于植物的蒸腾作用不断从环境中吸收热量，降低了林内的气温，从而使林内气温比林外高；之后，随着光照的增强，竹林内外气温开始逐渐升高，但是林冠层又通过阻挡太阳辐射来影响白天气温的上升，从而减小了气温的变化。 森林影响林内气温的效应，主要决定于林冠对气温所起的正负两种作用的大小，同时，林下植被也有不可忽视的作用。由于林冠的存在，不但减少了林内太阳直接辐射，而且阻挡了林内长波辐射的射出，这样就使林内的气温比林外低。 2竹林内外空气湿度的日变化规律 空气的湿度通过各种直接或间接途径影响人体的舒适感，其中，人体的热量平衡、热感觉、皮肤的湿润感、对衣物触觉感和空气品质都受其影响。 竹林内外早晨和傍晚空气相对湿度较大，而中午相对较小；空气湿度的曲线基本以同位相波动，呈u形分布，变化范围为59%85%，各时刻变化幅度较大，其中，7时左右相对湿度最大，13时左右最小。此后，相对湿度略有回升，但回升趋势缓慢。林缘的空气湿度（除15时以外）稍稍小于林内，这说明森林这种特殊的下垫面对于增加空气相对湿度具有重要的作用，主要是由于森林具有一定的蒸散能力，增加了林内的水汽含量，再加上气温较林外低、风速小、乱流交换弱，从而使林区空气相对湿度增加(黄海霞等，2008)。 提供和服务 3竹林内外风速的日变化规律 虽然风速的日变化波动比较大且杂乱，但总体趋势是林内风速比林缘小，林内与林缘的风速都是早晚低、中午高，且都在11时左右达到最大值，傍晚风速最低，可见林木有减弱风速的作用。但是竹林内杂乱无章的树木对气流的通行造成了一定的影响，使得竹林内风速的变化波动比林缘大。 风速的这种日变化主要是由下垫面一天中受太阳辐射不同而引起的，日出以后，地面逐渐受热，上下层空气的湍流交换开始加强，上层空气的动量下传，使得近地层空气获得动量，风速逐渐增大，大约到11时左右达到最大值。之后，地面温度逐渐下降，湍流交换逐渐减弱，近地层空气得不到动量或得到很少上层空气传来的动量，再加上地面的摩擦消耗作用，使风速随之减小。 4冬季竹林内人体舒适度分析 福州冬季较湿冷，竹林内小气候在一天内各个时刻均属于极不舒适或不舒适，1115时人体综合舒适度指数为7. 138. 37，人体对气温、空气湿度及风速的感受处于不舒适状态，其余时刻人体感觉都是极不舒适状态。19时左右竹林内S值处于一天中最高的一段时间，不舒适程度最强，极端的低温高湿常会导致游客感冒；7时左右S值为10. 36，之后，随着气温的回升、空气湿度的减小，S值变小，舒适度有所提高；1519时气温开始降低，光照减弱，空气湿度增强，人体感觉极不舒适，应尽量减少在此时外出休憩游玩。 综上所述，冬季竹林内79时之间的S值都在极不舒适的范围内，不利于游客晨练。1115时阳光充足、气温较高、空气湿度较小，人体舒适度虽然稍有缓和，但还是处于不舒适范围内，游客可以在此时游玩，但最好时间不要太久；1719时之间S值9，人体感觉极不舒适，应尽量减少外出时间。 四、结论 1月中旬，竹林内的气温在7. 5313. 23之间，全天日均温最高值出现在13时左右，最低温出现在19时左右：竹林内气温比竹林边缘低0.6，竹林边缘的最低温出现在早晨。竹林内外早晚空气湿度差异比较大，林内13时左右湿度最小，且由于植物的蒸腾作用，空气湿度比林缘有所增加。在降低风速