中国东部舒适气候的季节性时空分布研究

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舒适气候常分为避暑型和避寒型两种,但缺乏对春适型和秋适型方面的研究。我国东部南北温度、干湿度差异大,山地、丘陵、平原复杂多样,基于纬度差异更精细化的对我国东部春秋适宜型、夏季避暑型和冬季避寒型气候展开研究,并讨论不同舒适气候及舒适期与海拔的关系是有意义的。文章以黑河—腾冲的人口密度分界线为参考,以我国东部地区完全或大部分包含在内共24个省市为研究区,以1991-2021年共30年的194个气象站点的日尺度下的平均温度、相对湿度、10m风速、气压为基础数据,计算出舒适气候指数(UTCI)。结合Arc Gis地统计插值分析、线性倾向率的方法对我国东部地区舒适气候及其舒适期的时空分布、与海拔的关系展开分析研究,得出以下结论:(1)从我国东部舒适气候的空间分布来看,春秋季舒适气候的分布面积约占东部总面积的2/3,且呈现出随时间变化而有规律春季北进秋季南退的变化特征。夏季我国舒适气候广泛分布在高纬度的东三省、华北北部省市和西南山地地区,是一种地域性较强的气候资源。冬季舒适气候具有明显的纬度地带性特点,主要分布在秦岭-淮河以南地区,是一种区域垄断性较强的气候资源。(2)从舒适气候组合类型的气象站点的分布及舒适气候的地域面积来看,春秋适宜型气象站点占比最大,面积约占我国东部总面积的58.08%,主要分布在我国东部的中部省市,如山东、河南等。夏季避暑型气象站点占比10.31%,面积占比为58.16%,主要分布在东三省地区。冬季避寒型气象站点共4个,分布面积约占我国东部地区的32.48%,主要分布在长江以南的低纬度省市,如云南、海南等。两季节适宜的春冬适宜型、夏秋适宜型气象站点占比分别为6.70%、7.73%;三季节适宜的春夏秋适宜型、春秋冬适宜型气象站点占比分别为6.19%、29.33%;四季适宜型的气象站点仅6个,主要分布在云南、贵州两省。(3)从舒适气候的舒适期来看,春秋季舒适期的空间分布具有很大的相似性,总体上舒适期在60天以上,且春秋季舒适期频率分别为51.91~88.49%、55.59~83.72%。夏季避暑型舒适气候呈明显的纬度地带性和山地垂直地带性规律,平均气候舒适期在50天及以上,舒适气候的舒适频率为73.37~94.90%。冬季避寒型气候主要分布在我国低纬度地区,平均舒适期为70~82.6天,舒适频率为63.30~92.11%。从组合气候类型的舒适期分布来看,春冬适宜型气候的舒适频率范围为39.31~98.70%,且冬季的舒适气候优于春季舒适气候。夏秋适宜型的舒适频率范围为53.30~96.99%,夏季舒适频率高于秋季舒适频率。春夏秋三季适宜气候的舒适频率范围为54.35~99.96%,舒适期天数的范围为50~91.97天,总体上舒适期夏季最长、秋季次之、春季最短。春夏秋三季适宜的气候舒适期频率范围为24.76~99.89%,舒适期范围为约50~89.5天,其中冬季舒适期最长、春季次之、秋季最短。四季适宜型气候主要分布在云南和贵州两省,舒适期范围为326.5~335.5天,舒适期频率范围为64.93~99.96%。(4)从我国东部24个省市舒适期泰森多边形面积加权来看,A(优秀)舒适期等级的省份为云南、贵州2个;B(良好)舒适期等级的共重庆、湖北、湖南、浙江、上海、福建陕西7个省市;C(中等)舒适等级的有江西、山西、江苏、河南、安徽、河北、山东、广西、广东、天津、辽宁、北京和吉林共13个省市;D(较差)舒适等级和E(差)舒适等级的省市分别是黑龙江和海南各一个。(5)从我国东部四季平均气候舒适期线性倾向率的变化来看,近30年以来春季舒适期增加、不变、减少的面积比分别为82.48%、0.16%、17.36%;夏季舒适期增加、不变、减少的面积比分别30.30%、0.46%、69.24%;秋季舒适期增加、不变、减少的面积比分别为55.03%、0.31%、44.66%;冬季舒适期增加、不变、减少的面积比分别52.94%、7.01%、26.76%。(6)海拔与春秋适宜型气候、夏季避暑型气候的分布呈正相关,促进了舒适指数的提高、舒适期的增加,一定程度上扩大了春秋适宜型气候和夏季避暑型气候的分布面积;海拔与冬季避寒型气候呈负相关,一定程度上减少了冬季避寒型气候的分布面积。
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