从“体感温度”的时空分布探寻广州户外活动舒适区｜每月数说

首先是气温，可通过直接的热量变化感知影响人体舒适度。过冷、过热的外界气温会导致人体舒适度和游玩体验感直线下降，甚至可能危害健康。

户外运动时，人的感受还受到空气湿度、风速等外部环境的影响。研究表明，人类对于湿度有一定的适应范围，当气温在15.5~26.5℃时，人体受湿度影响不大，但当气温升高，湿度对人体的变化将较为明显^[1]。在高温环境中，人体感受还受风的影响，风能加快人体热量散发，降低人体不适感。

气温、湿度、风速共同作用下的“体感温度”，是人体肌肤的感知温度，将其作为评价人体舒适度的一种指标，能较为全面地反映外界气象要素对人体的综合作用。可见，体感温度对于人的户外活动具有重要的参考价值，大家在天气APP上也常常可以看到体感温度指数，那么你知道户外的体感温度是如何计算的吗？

AT_out（Apparent Temperature outdoor）是一种常用的体感温度表达方式，其计算公式如下^[2]：

其中，AT_out为体感温度，SAT为近地表气温（℃），E_a为水蒸气压力（kPa），V为风速（m/s）。近地表温度、风速、相对湿度可由气象站台观测数据获取，水蒸气压力由近地表温度和相对湿度进行计算，公式为^[3]：

其中，E_s为饱和水蒸气压（kPa）。为提高计算精度，在此基础上还会引入地形、土地覆盖、人口密度、地表水和植被等数据做环境协变量，再利用LightGBM算法进行机器学习，预测人体体感温度。

增城分院以HiTIC数据^[4]为基础，以夏季7月为例，分析了广州市2006年-2020年长达15年的户外体感温度（Apparent Temperature, AT）月均数据，通过研究广州地区人类体感温度时空演变，尝试为大尺度空间下的夏季户外活动提供建议。

（1）体感温度历年分布

在对近15年广州市体感温度进行计算后，得到图1结果。统计分析显示：体感温度整体在稳定地逐年变高。经拟合后，发现人体感受的最高温每年上升了0.018℃。所研究的15年中，2015年是广州夏季温度最友好的一年，与最热的2020年相比，最高温相差2.16℃，最低温相差0.99℃。

以2020年数据来看，在广州西南部黄埔、天河、番禺地区户外活动的人会比在东北部从化、增城地区感觉更热。这种分布与广州市西南低，东北高，背山向海的丘陵地势相适应。

（2）各区的舒适度、热风险级别情况

在户外活动时，应尽量选择舒适、无热风险或热风险较低的地区。根据YANG等人^[5]的研究，可将广州15年来的体感温度、人体舒适度、热风险等级分为8级（表1）。庆幸的是，15年以来，广州暂无地区的体感温度达到高风险、难以承受的水平，但湿热天气带来的影响依然需要被注意。经统计，各区舒适度集中在3-5级，即舒适（无热风险）、温暖（低热风险）、较热（中热风险）的范围中（图4）。经统计，广州市具热风险的区域占比大，且在近年无明显降低趋势。

以2020年为例（图5），荔湾区、天河区、番禺区、花都区都有过半地区的“户外人”将承受中热风险，长时间暴露在阳光下或进行体力活动可能会出现中暑。其中，在天河区的风险最高，高达71.19%。风险最低的地区是从化区，中热风险区域仅占全区的6.88%，其次是增城区，中热风险区域仅占全区的14.09%。广州的无热风险区域（即舒适区域）占全市的2.43%，仅分布在从化区与增城区，其中从化区无热风险区域（即舒适区域）占1.86%，增城区占0.57%。这意味着，即便是在最热的7月，在这两个地区活动的大部分人群都将获得更加良好的户外体验。综上，在夏季，广州的从化区和增城区是更适合户外爱好者的活动区。

作为广东省最大的天然氧吧，这里有国家4A级景区，中国内地落差最大的瀑布——白水仙瀑（落差高达428.5米），并在沿途建造了号称“天南第一梯”的登山步道，9999级登山步径，总长6.6公里。登山至此，亲水观瀑，可享受独属于高山的清凉。近期，白水仙瀑首次在夜晚被“点亮”，以自然山水作舞台的灯光秀在这里上演，夜间攀登至此，可窥见平日气势磅礴的大瀑布在夜间不一样的典雅朦胧。

大封门森林公园位于增城北部派潭镇内，北回归线穿越其中，面积38平方公里。大封门森林公园层林叠翠，延绵的山峰云缠雾绕，断崖绝壁间溪水潺潺。这大封门乃南昆山之支系，溪流众多，从大坝上行，较大者即有5条之多，小溪小瀑则不计其数。

千泷沟大瀑布旅游区位于广州从化区良口镇锦村的一条峡沟，是个亲山、亲水、亲竹、亲石的旅游区。区纵深约3公里，一路诗情画意。主要景点有仙人脚印、茅坪古村、竹海闻莺、红梨（利）木王、石虎饮潭、小泷石洞、汇泷潭瀑、石锅煮泉、幽谷翠溪、百步云梯、千泷大瀑布等。

流溪河国家森公园是我国首批兴建的十大森林公园之一，也是《广州市公园绿地开放共享区域名单》的绿地共享公园之一，这里群山环绕，四季常青。陈毅曾评价“洪坝拦洪水，阔海注清波。评比岭南风物，景色此间多”，郭沫若曾赋诗道“丛山成列岛，一艇谷薰风。静坐观投网，清歌助合笼。库澄满面碧，树醉一身红。突见群鱼跃，欢呼漾太空。”

 数据来源：

Zhang, H., Luo, M., Zhao, Y. (2022). HiTIC-Monthly: a monthly high spatial resolution (1 km) human thermal index collection over China during 2003–2020. A Big Earth Data Platform for Three Poles. https://doi.org/10.5194/essd-15-359-2023.

 参考文献：

[1] 李宁. 基于遥感的北京市体感温度指数计算[D]. 江苏:南京信息工程大学,2019.

[2] Steadman, R. G.: A universal scale of apparent temperature, J. Appl. Meteorol. Clim., 23, 1674–1687, 1984.

[3] Bolton, D.: The computation of equivalent potential temperature, Mon. Weather Rev., 108, 1046–1053, 1980.

[4] Zhang, H., Luo, M., Zhao, Y., Lin, L., Ge, E., Yang, Y., Ning, G., Cong, J., Zeng, Z., Gui, K., Li, J., Chan, T. O., Li, X., Wu, S., Wang, P., and Wang, X.(2023).HiTIC-Monthly: a monthly high spatial resolution (1 km) human thermal index collection over China during 2003–2020, Earth Syst. Sci. Data, 15, 359–381, https://doi.org/10.5194/essd-15-359-2023.

[5] 杨文婷,王汶.基于体感温度的中国户外高温风险分布研究[J].气候与环境研究, 2021, 26(6):11.DOI:10.3878/j.issn.1006-9585. 2021.21055.