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气候适宜度决定着人居环境的舒适与否,因此对人类居住的气候环境做科学的评价与研究,利用研究成果指导人类聚居环境的选择、建设和改造是十分必要的。本文根据京津冀地区84个地面气象站点1960—2006年逐日的降水、气温、风、相对湿度资料,基于基尼系数的综合评价、一元线性回归、小波分析、突变分析、经验正交和旋转经验正交函数、层次分析等方法分析了47年来京津冀地区气候要素的时空变化特征并对该区的人居环境的气候适宜度做出评价。主要研究结果包括:
(1)京津冀地区降水量的空间变化可以划分为5种类型,即沿海平原型、太行山迎风坡型、冀北高原型、冀中平原型和冀东平原型。在时间上京津冀地区年降水量存在4个明显的特征时间尺度,分别为准3a、准9a、准14a和准24a的周期。其中准3a的特征时间尺度在过去47a始终存在,且周期振荡稳定。另外,准24a的周期振荡贯穿整个研究时段,表现比较稳定。47年中,京津冀地区大致经历了4次干湿交替。分析表明,京津冀地区的降水量呈减小趋势但未出现突变。
(2)京津冀地区气温的空间变化可以划分为4种类型,即平原型、山地型、坝上高原型和南北相关型。在时间上,京津冀地区年平均气温存在3个明显的特征时间尺度,分别是准5a、准15a、准25a的周期。其中准15a的特征时间尺度在47a始终存在,且周期振荡稳定。在准15a的时间尺度上,气温表现为暖—冷的交替。分析表明:京津冀地区气温的上升趋势是十分显著的。根据UF和UB曲线交点的位置,京津冀地区年平均气温20世纪90年代的增暖是一突变现象,具体是从1991年开始的。
(3)京津冀地区风场的空间变化特征为:风速较弱的地区主要分布在冀北山区,燕山东侧;军都山南侧;太行山东侧。上述地区一般处于山间盆地或受山脉阻挡使气流不能顺利通过。在时间上,京津冀地区年平均风速整体呈下降趋势,倾向率为—0.21m·s-1/10a。与全国风速变化相似。
(4)京津冀地区相对湿度的空间变化表现为:沿海地区的年平均相对湿度大于内陆平原,内陆平原又大于山区。但随季节的不同,局部相对湿度也有较大变化。在季节变化上,相对湿度以春季最小,冬季次之,秋季较大,夏季最大。京津冀地区的年平均相对湿度近47年略呈减小趋势,倾向率为—0.2%/10a。根据7年滑动平均可知:相对湿度呈现10年左右的周期性变化。
(5)京津冀人居环境气候适宜度的分析表明,在空间上京津冀地区城市人居环境气候适宜度大致可以分为四个区域:冀东北、冀东南、冀西南和冀西北。唐山、秦皇岛、石家庄中部、承德南部气候适宜度指数较高,很适宜人们居住。承德北部、北京、天津、保定、衡水、邢台、邯郸气候适宜度指数居中,适宜人们居住。张家口北部、北京西北部气候适宜度指数较低,适宜度一般。
(6)近47年来京津冀地区的人居环境气候适宜度等级在一般与很适宜之间。在1980年代以前,京津冀地区人居环境气候适宜度保持在0.6以下,等级为一般。最低值为0.52,出现在1968年。最高值为0.66,出现在2003年。京津冀地区四季中夏季的人居环境气候适宜适宜度区域差异较大,海拔较高的地区和部分沿海地区气候适宜度较好,达到很适宜的等级。秋季气候适宜度比较适宜,分布均一。春季和冬季一般。