科學認識高溫天氣中的體感溫度

　　【記者】中國氣象報記者 顏昕

　　【嘉賓】中央氣象臺首席預報員 楊貴名

　　

　　四因素影響體感溫度 預報溫度是參考依據

 

　　記者：很多網友有這樣的疑惑：天氣預報的氣溫與人體實際感受到的溫度存在差異。為什麼會出現這種情況？

　　楊貴名：體感溫度與天氣預報的氣溫是不同的概念。天氣預報的高溫單純是1.5米高處的氣溫。在相同的氣溫條件下，人們會因溼度、風速、太陽輻射(或日射)、著裝顏色甚至心情等的不同而產生不同的冷暖感受。

　　體感溫度是指人感覺到冷熱的溫度感覺，不能簡單地理解為是人體皮膚溫度。因為體感溫度受四項因素的影響：一是氣溫，即是天氣預報的溫度；二是溼度，很多時候溫度比較高，但是溼度比較小，人體不感覺到難受，因為人的體表的水分被高溫所蒸發掉而比較乾爽；三是風速，一定的風速會使人感覺到氣流在流動，身體散發出的熱量都被吹離體表，溫度雖然比較高，但是比較乾爽；四是輻射，太陽輻射直接照射到人，會感覺到難受，如果在樹陰底下或遮陽棚下，感覺與太陽直接輻射就完全不一樣，一般陰天與晴天的溫度相差4～6℃，甚至更大。地表輻射也是如此，假如說站在地表比較熱的地方，熱地表的蒸汽蒸得人難受，假如地表是比較涼爽的水體或是溼地，體感溫度就大不一樣。

　　體感溫度有如下幾個氣象要素組成（引自吳兌  鄧雪嬌編著的《環境氣象學與特種氣象預報》）

　　

　　其中輻射的影響影響更為複雜，其影響還與衣服的顏色、雲量的多少有關，有人總結出了輻射作用對體感溫度的修正關係式（經驗關係式）：Tr=0.42Ca(1-0.9Mc)Ia。式中，Ca為外衣吸熱能力，白色外衣約為20%，雜色外衣約為60%，黑色外衣約為90%；Mc為雲量係數，晴天為0.0，少云為0.3，多云為0.7，陰天為1.0；Ia為輻射增溫係數表。

　　天氣預報的氣溫作為體感溫度的參考依據之一有著重要意義。氣象部門為社會公眾提供了舒適度指數、穿衣指數、紫外線指數和中暑指數等一系列從各個方面體現體感溫度的服務措施。由於自身身體條件和喜好不同，人體對溫度、相對溼度等感受也不同。社會公眾可以根據自身情況參考氣象部門提供的指數合理安排生產與生活。

　　

　　圖中橫坐標為溫度，曲線為相對溼度，圖內自左至右，邊界線與雙線條、或雙線條之間所圍區域分別為冷、涼爽、舒適、暖和、熱、悶熱、很悶熱的區域。當相對溼度在90%以上時，即使溫度在25℃、甚至小於25℃時都屬於悶熱狀態；當溫度達到了40度時，即使相對溼度小於30%都屬於很悶熱狀態。
 

　　北方三伏天裡蒸桑拿  南方桑拿年年蒸

　　

　　記者：同是高溫，北方與南方有所不同，南方更加潮溼，北方相對乾燥，人體感受也不同。

　　楊貴名：平均而言，南方降水較北方多。同處高溫，溼度的大小成為了舒適度的重要決定因素之一。例如，在相同溫度下，北方相對溼度為50%的天氣，與南方相對溼度為70%的天氣，那麼南方要比北方難受得多。

　　

　　記者：身體不適，衣服不幹、、、、、、一系列的不利影響，不少人談桑拿天就色變。桑拿天在什麼時間段內出現？南方相對溼度較大，夏季溫度本身較高，桑拿天是否頻繁出現？

　　楊貴名：北方只有在三伏天，如今年的7月19日到8月8日左右，大概一個月時間內，都有可能是桑拿天；南方每年從入夏起一直到初秋甚至中秋，都可能處於桑拿天狀態，持續時間非常長。

　　桑拿天是舶來詞，是一種通俗的說法。南方每年進入夏季後都處於桑拿天。因為桑拿天是溫度在29℃以上，溼度比較大的天氣。相對溼度超過80%，溫度大於29℃，人體只要進行日常的活動就會出汗，類似於洗桑拿浴，以此類推，隨著溫度增加，相對溼度可以減少，人體的感受仍然是桑拿天。

　　

　　簡單給出人體對氣溫、溼度的感覺情況（引自陳廷良主編的《現代運輸機航空氣象學》）

　　

　　記者：南方每年都蒸桑拿，主要取決於溫度與溼度，溼度與降水多寡有直接關係，為什麼溫度與降水的影響如此之大？

　　楊貴名：溫度與降水不僅是影響人體健康，從整個人類的生產與生活來看，溫度與降水是氣象學中最重要的兩個因子。不論是農業還是工業以及其他行業，這兩個因子都非常重要。溫度與降水是大氣科學的長期研究對象。因為，溫度研究是整個地球系統或全球氣溫的逐漸變化中最重要的特徵，不論平均溫度、最高溫度還是最低溫度都能夠反映出變化的特點。溫度與降水可以推斷出大氣的基本特徵，其他的特徵均可以推斷，例如風向、風速都是延伸。

　　古代觀測天氣只觀測溫度與降水，抓住了這兩個最主要的因子，生產、生活便有了一定的參考標準。

　　

　　35℃高溫的界定對生物圈意義重大

　　

　　記者：北方先後經歷了高溫與潮溼後，又迎來了高溫天氣。人們通常說的高溫天氣與氣象學上所界定的高溫有什麼不同？

　　楊貴名：世界氣象組織（WMO）規定高溫是指35℃及以上的溫度。氣象學上把距地面1.5米高度百葉箱所觀測到的35℃及以上溫度稱為高溫。

　　百葉箱內測量的溫度與百葉箱外面的氣溫存在差異，如果百葉箱內是35℃，那麼百葉箱外的氣溫要略高一點，即接近正常人的體表溫度，一般正常人的體表溫度是36.8℃左右，所以世界氣象組織將35℃定為高溫，也就是說與人體的舒適度有關係。

　　將35℃定為高溫體現了以人為本的觀念。如果氣溫高於35℃，人體熱量不容易散發，汗液不容易蒸發，會感覺到非常難受，將高溫定為35℃是考慮了人體身體狀況。

　　

　　記者：為什麼百葉箱定距地面1.5米的高度？

　　楊貴名：首先，1.5米是直立人平均呼吸高度，空氣通過呼吸進入人體，是人生存必備條件。百葉箱定1.5米的高度，觀測到直立人平均呼吸高度的氣溫對人的生存、發展有著重大現實和科研意義；其次，陸地上生物圈中的動、植物（除高大樹木等外）一般多在1.5米上下高度上生存與發展，1.5米高度氣溫的觀測對生物圈的生長、發育以及對其的研究有著不可忽略的價值；1.5米高度的氣溫是周圍一定範圍內的相對平均的，具有區域代表性的氣溫。由於下墊面不同，同一海拔高度的不同地方的地面溫度差異較大，可能相差20℃，甚至30℃。例如，湖北神農架氣象站（東經：110o40』，北緯：31o45』N，拔海高度：935.2米），2010年7月27日14時觀測氣溫與地表溫度氣溫相差18.4℃；2010年7月28日14時觀測：氣溫為30.4℃；地表溫度為39.2℃；最高氣溫為31.5℃，出現時間是13時28分；最高地表溫度為51.2℃，出現時間是13時25分。在盛夏季節地表溫度經常達到50℃、60℃。所以如水體、溼地與沙漠地表溫度相差30℃就屬正常現象、毫不奇怪了。

　　出行時，不少市民感覺到地面溫度較高，超過了天氣預報的氣溫，甚至有「燙腳」的感覺。是因為隨著高度的降低，溫度呈迅速升高趨勢，加上地面物質（如柏油路面）等其他因素的影響，地面溫度比天氣預報中的1.5米高處的氣溫高出10～20℃是正常情況。例如，有專家做過夏季中緯度草原地區不同高度上6天平均溫度日變化，結果為：凌晨（4～6時），地表0.1米、2米、100米、400米5個溫度數值的差別不大，地面與400米處的差別最大為5℃；但到中午和午後（12～14時），地面與2米處的溫度差竟超過10℃。

　　水、砂石、幹泥土、鋼鐵4種物質的熱容量是依次減小的，即當上述4種物質接受同樣的太陽輻射熱量，水就不容易熱起來，而鋼鐵就易熱，或者鋼鐵的溫度比水的溫度升高的多。這就是我們常常感覺到盛夏季節水泥地或路面、瀝青路面燙腳、鐵管子發燙的原因。

　　由於地表狀況非常複雜，目前的氣象科技還不能做到對各種天氣狀況（晴天、少雲、多雲、陰）下、各種地表狀況的地面溫度的預報，給出1.5米高度的氣溫，以供大眾（甚至動物）根據這個氣溫的長期體驗和總結，來做好盛夏季節的防暑降溫和冬天的禦寒，日常生活中人們也是這麼做的。

　　（責任編輯：顏昕）