文摘

这项工作的目标是人类热生物气候条件的评估在雅典大学校园(AUC),包括能力和各自部门最大的国家高等学校在希腊,和欧洲最大的大学之一。生物气候分析,使用生理等效温度(PET),这是基于人体的能量平衡模型。所需的气象数据计算宠物关心的小时值的空气温度、相对湿度、风速和总太阳辐射,期间1999 - 2007。从气象站记录的数据集得到实验室的气候学和雅典大学的大气环境。结果显示时间的天热舒适或压力盛行,以及宠物的趋势和变化,为研究时期。最后,强烈的热浪发生在2007年夏天除了极端寒冷条件分析了在2003年12月- 2004年2月相比而言,宠物类和各自的研究期间的平均生物气候条件。

1。介绍

分析人类的热环境中特别调查的主题服务在不同学科的科学家如气候学家、城市规划师、建筑师、生物学家,和医生。大量的人类生物气候学的研究进行了最近,表明城市生物气候对人类的影响发病率(1- - - - - -3),死亡率(1- - - - - -8)、旅游潜力和决策(9- - - - - -12)、城市规划(13- - - - - -15]。尽管热/冷波是一个气象事件,它不能被评估不考虑其对人类的影响。天气的分析元素的评估应该包括人类的感觉热/冷(12]。许多热指数已经被使用,比如等有效温度(16由托姆[],不适指数17)和冷却能力指数(18,19]。自1938年以来,Buttner [20.)发现,所有热组件的总效应,而不是单一的气象参数应该考虑,为了评估热环境对人体的影响。建模的必要性人体热平衡导致生物气候模型的发展,广泛应用于生物气候学的研究,被称为KLIMA-MICHEL-MODEL [21,22]和MEMI [23]。德里斯科尔(24)指的是11个独立指标,从那时起,Kalkstein和Valimont25),霍普(26提出了进一步分析。这一努力后,非凡的研究进行了以制定一个可靠的和用户友好的指数评估人体生理热响应的气候条件(27),但只有生理等效温度(PET)和环球热气候指数(UTCI)似乎满足这些需求。宠物建议评估不同气候条件下的热组件VDI指南378728]。宠物是基于个人的慕尼黑检测模型(MEMI),它描述了热环境的人体生理相关的方式29日,30.]。UTCI等效温度为一组特定的风、辐射、湿度和空气温度参数被定义为引用的气温环境产生相同的应变索引值实际情况(31日,32]。

气候已经发生变化,极端天气事件的强度和频率,如洪水、热浪,和寒冷的法术,在未来可能会改变。最近的极端天气事件造成严重的健康和社会问题在欧洲,尤其是在城市地区。这些事件将继续带来额外的挑战,医疗风险管理和电力供应的可靠性和其他基础设施。这要求各国政府积极的和多学科的方法,机构,国际组织和改善相互作用对各级从当地国际(33]。在2003年欧洲经历了一个致命的夏天,夏天平均气温比长期平均高出3°C,和在欧洲的主要城市,每日最高温度超过35°C一个多星期,导致南部部分地区的约70000人非正常死亡,西方和欧洲中部34- - - - - -36]。这是原因,德国气象服务的框架内EuroHeat项目(37),已经开发了一个气候信息决策支持工具的中期预测热,这地图即将到来的热浪在欧洲的概率(http://www.euroheat-project.org/dwd/)。

本研究的目的是评估和解释人类的生物气候条件在雅典大学,1999 - 2007年期间,基于宠物人类热指数,无论服装和代谢活动。此外,热浪发生在2007年夏天,冬天寒冷期2003/2004也意味着生物气候条件的分析和比较。

2。数据和方法

执行人类biometeorological分析雅典大学校园(AUC)被认为是作者的重视由于大量参与AUC的人士,在整个一年。国家和Kapodistrian雅典大学是最大的州高等学校在希腊和欧洲最大的大学之一。学生约125000名本科生和研究生学生,2000多名成员的学术人员,和大约1300名行政和秘书人员和专业人员,雅典大学旨在卓越教学和研究范围显著不同的学科。关于今年时间分布在人群中提到的大学校园,年内有两个学期,第一个开始和结束在1月和9月第二个从2月至7月。在8月,由于暑假大学关闭。官方节日关注圣诞节和复活节假期从12月24日到1月7日和4月或5月十五天,分别。此外,有一些稀疏的个人休假,由于国家庆祝10月28日和3月25日等。因此,一般来说,校园冬天不是拥挤的十五天,十五天在春天,整个八月。

中使用的气象数据研究了气象台的气候学和大气环境的实验室,雅典大学(纬度:37°58′N,经度:23°47′Ε,高度:257米)和关注每小时值的空气温度、相对湿度、太阳辐射总量,风速为1999 - 2007年期间。在这一点上我们必须备注,气象数据的时间序列长连续法术打断了2007年之后,由于技术原因。这就是为什么我们认为9年间作为一个最可靠的气象数据集进行分析。气象台的位置在大雅典的AUC以及卫星图像区域是描绘在图1。

生物气候学的用途,风速调整根据以下公式(38]: 在哪里风速(m s⁻¹)在风速计的高度(,通常10 m a.g.l。),是一个经验指数,根据表面粗糙度,然后呢粗糙度长度。风速约为1.1米,这是人体的重心和构建人类biometeorological研究的参考电平。在这项研究中,粗糙长度的值应用,取决于周围的景观了。上述特定地形粗糙度长度的价值源自欧洲风阿特拉斯(39]。

人类生物气候条件的量化是通过使用生理等效温度(PET),在给定的地方(室外或室内)。这相当于在这样一个典型的室内空气温度设定(无风和太阳辐射)——人体的热平衡(代谢率80 W的活动工作,应该添加到基本代谢率86.5 W, (40];耐热性的服装0.9克罗,这是参考服装隔热值用于PET)的制定与维护的核心和皮肤温度等于这些评估的条件下(26,41]。以下假设是由室内参考气候:平均辐射温度等于空气温度()。气流速度设置为0.1 m / s。水蒸气压力设置为12 hPa(约相当于50%的相对湿度°C)。宠物评估量表(表1)是由计算得到的口腔外科医生的29日]PMV的不同气温参考环境使用宠物的设置参考人(身高:1.75,体重:75公斤,年龄:35岁,性别:男;代谢率80 W的活动工作,应该添加到基本代谢率和耐热性的服装0.9 clo) (42]。据霍(26),常量值的假设计算的宠物服装和活动是为了定义一个索引独立的个人行为。

宠物是使用“雷曼”模型计算的,适当的计算辐射传热和人类biometeorological指数(42,43]。“雷曼”模型,根据指南3787年的德国工程学会(28),计算了辐射传热在简单和复杂的环境。最后,主图的使用被认为是必要的证明宠物类的频率(%),为了解释生物气候模式的在不同的时间尺度。当地时间时间用于分析问题,因此UTC + 2 h。

3所示。结果与讨论

3.1。人类的生物气候条件在雅典大学校园

意味着宠物在考察期内(1999 - 2007)被发现14.6°C,而绝对最大的宠物为54.8°C在6月24日,2007年,在下午和绝对最低宠物−15.5°C在2月14日,2004年,在07:00。这些高/低的宠物描述极端的热应力,出现在2007年夏季热浪和极端冷应激2004年在非常寒冷的冬天,分别。此外,天的平均频率,在考察期内,强劲的和极端的热应力(宠物> 35°C),热舒适和轻微的热应力(18°C <宠物< 29°C),和强大的和极端冷应激(宠物< 8°C)计算,这项研究的结果发表在表2。

宠物的每日最低数字,发生在晚上,考虑为了估计天拥有强大的频率和极端冷应激对每日最大的宠物其他类的宠物。今年大约50%的夜晚与强/极端寒冷生物气候条件,这很可能是由于AUC是城市化地区和躺在Hymettus山的山麓。大约30%的天与强大/极端热应力和热舒适或轻微的热应力出现在几乎27%的天。

提出了人类的生物气候条件的宠物类(%)(图的每个小时的一天2)和(图10天时间3在各自的图。这些生物气候图提供非常明确和简单的方法的生物气候信息。图2显示,大约45% - -65%的天,从早上喂饲,下午17点,描述宠物大于18°C(热舒适)。此外,大约13% - -23%的天,环境的特点是强/极端热应力从早晨到上午9点至下午4点。关于强/极端寒冷的压力,似乎几乎50%的天从午夜到凌晨06:00时。

宠物类的频率分布在为期10天的时期是描绘在图3。在这里,需要注意的是,图中所示的结果担忧意味着日常数据的宠物。前十天以来的6月到9月的第二个10天,45% - -85%的天在调查期内与宠物相关大于18°C(热舒适阈值)。关于强/极端热应力(宠物> 35°C),它出现在近20%的-25%天6月的第三个10天至第三个8月10天。

宠物指数已广泛应用于人类生物气候条件的评估。更具体地说,Thorsson et al。15)和Gulyas et al。44)应用宠物在城市建筑密集区,复杂的阴影生成模式和准确的预测的热环境。室外热环境是建筑环境的影响,例如,人为热、蒸发和植物蒸散,由树木和人造物体阴影(45),和地面覆盖,如天然草地和人工人行道上。然而,林46)得出的结论是,在炎热和潮湿的地区很少人去广场或其他公共场所当热指数很高。最大数量的人访问广场是当热条件接近热舒适范围。Svensson et al。47]介绍了宠物分布Goteborg使用地理信息系统的地图。Gulyas et al。44匈牙利塞格德]评价热舒适,。浮标et al。48)的热舒适评价两个视距(法国,巴黎,凯末尔奥林匹克体育场,伊斯坦布尔),利用风洞实验和宠物。

继续上面的讨论,我们必须承认一个约束宠物相关评估量表。我们使用了西方/宠物规模中等欧洲国家考虑大雅典地区气候温和,不明显不同于西方的气候/欧洲国家。因此,西方宠物评估量表的使用/中间欧洲国家几乎是可以接受的,而未来工作的决心宠物评估量表在雅典,希腊,已经在进步。最近的一项研究由科恩et al。49)证实了我们的假设,揭示出可接受的舒适的宠物范围特拉维夫的地中海气候是19-26°C,对18 - 23°C可接受的西方舒适范围的宠物/欧洲国家。此外,评估量表(42)在国际文献中常用的估计生物气候条件在不同的地方,如伊斯坦布尔和巴黎(48]Goteborg [47),塞格德(44),松户(东京附近的一个卫星城),日本(15俄罗斯联邦,远东联邦区(温带季风气候区,它的特点是一个极端的大陆政权的年度温度)(50]。

3.2。温暖和寒冷的时期Year-Heat海浪和寒冷的法术

我们分析一方面复合平均每小时变化的宠物在冷(去年)和温暖(4月至9月)时期的1999 - 2007年期间,另一方面我们比较这两个复合时期与相应时期的极端,出现在检查期间,即冷时期2003/2004的出现两种极端寒冷的法术和2007年温暖期,与三个极端热浪。分析的结果中描述数据4和5。

复合冷时期而言,生物气候条件似乎酷稍微温暖从早上喂饲直到下午17点,这是明显的从10月初到11月下旬,今年3月,。热感觉的分类在酷冷的白天,在午夜的时间通常表现为强/极端冷应激,从12月到2月(图4上面的图)。比较综合的意思是冷时期与相应时期2003 - 2004(图4,降低图),两种极端寒冷的法术(2004年1月22 - 24日,2004年2月13日- 14日)是明显的,和一个可以的话非常极端低宠物数据(20°C到−−15°C),甚至出现在整个天(这是总霜的情况下)。

复合温暖时期,环境特点是强/极端热应力从早上喂饲直到下午17点,稍微对热舒适的热应力(图的那一天5上面的图)。分析极端暖期出现在2007年,相对应的三个单元三个极端热浪透露,记录在6月24 - 28,19-27 7月和8月22 - 24,分别按照降序排列的强度。热应力是非常极端的(宠物:50°C-55°C),很明显从早上喂饲,下午15:00,特别是前两个热浪(图5,降低图)。这里应该说热浪的持续时间8、6,连续3天,分别以及地中海季风盛行的冷静与发展,这是正常的事件在希腊在夏季。这些风期刊北部分建立在爱琴海的风,当欧洲中部和南部的一个高压中心结合印度低压系统小亚细亚和东地中海(51]。地中海季风政权的特征的影响是夏天的干旱和希腊统一的天气条件(52]。这种普遍的天气类型(阴凉干燥风的爱琴海)在夏天温和派热应力的强度影响人口主要居住在城市地区。

3.3。趋势和变化

为了检查宠物极端的变化和趋势,每年的天数与宠物值高于或低于一定的阈值估计。结果呈现在图6并且应该只考虑表明宠物可变性,由于短期的观察记录。的时间序列与宠物的年度天数> 41°C(极端的热应力)显示了显著增加的趋势(),当结合预计气候变化让我们认为人类的生物气候条件研究区域可能会变得更糟。此外,时间序列与宠物的年度天数< 4°C(极端冷应激)显示类似的显著增加的趋势(),这表明人类的生物气候条件往往会变得更极端的热感觉对寒冷的组成部分。时间序列的年度天数,并有很强的冷/热应力并没有显示出明显的趋势。Matzarakis和Nastos53)表明,人类热生物气候条件预计将在夏天迅速变化,基于A1F场景。即将到来的变化关注的增加超过两个或三个夏天,热应力类雅典在更大的区域,而在冬天,预期的变化很可能一至两类热应力范围。

4所示。结论

进行分析评估的宠物在雅典大学校园,使用生物气候图,显示以下发现。(我)大约50%的全年的夜晚与强/极端寒冷生物气候条件,对近30%的天与强/极端热应力有关。热舒适或轻微的热应力出现在几乎27%的天。(2)室外热环境特点是强/极端热应力从早晨到上午9点至下午16:00时大约13% -23%的天。关于强/极端寒冷的压力,似乎几乎50%的天从午夜到凌晨06:00时。(3)室外热环境仍然高于热舒适(宠物> 18°C)大约45% -65%的天,从早上喂饲,下午17点。(iv)从6月到9月中旬开始的特点是宠物> 18°C有关45% -85%的天,虽然强/极端热应力(PET > 35°C)出现在近20%的-25%天从六月底到八月底。(v)温暖的时期,热环境特点是强/极端热应力从早上喂饲直到下午17点,而寒冷的时期,生物气候条件似乎酷稍微温暖从早上喂饲直到下午17点,这是明显的从10月初到11月下旬和3月。宠物极端的趋势分析表明极端冷/热应力的增加趋势。此外,考虑到2007年夏季极端热浪和极端寒冷冬天法术2003 - 2004,作者意识到人类biometeorological指数的应用对单一气象参数的评估热/冷波贡献更有效地解决和减轻这样的极端情况下。这是非常重要的在拥挤的地区,实行每日户外活动,这是雅典大学校园。

承认

这项研究部分由专门账户雅典大学的研究资助。