书城自然科学学生气象知识丛书-气象与体育
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第11章 与体育活动相关的气象指数(1)

人体舒适度指数

人体舒适度预报也叫做体感温度预报,就是以“舒适指数”的形式对“舒适”进行数字化定义,用来反映不同的温度、湿度等气象环境下人体的舒适感觉。舒适指数一般分为“风寒指数”和“炎热指数”。

环境温度是影响人体热量平衡的主要因素。当气温小于15℃时,天气冷凉,人体与外界的热量交换以人体失热为主,失热的多少受风速和气温的综合影响,因此就以风寒指数来表示人体失热与风速、气温的关系。气温越低、风速越大,表示风寒指数越高,舒适度越差。当气温高于25℃且有太阳直接照射时,人体与外界的热量交换以吸热为主,人体获得的热量的多少除受气温影响外,还与太阳辐射、空气湿度等因素关系密切。炎热指数反映的就是人体吸热与气温、湿度、太阳辐射之间的关系。

由于不同地区天气气候差异较大,因此人体舒适度指数的划分也有所不同。以上海地区为例,人体舒适度指数划分为十一级。一般而言,指数越低人体感觉冷不舒适;指数越高人体感觉热不舒适。其各级别指数与人体感觉大致如下表所示:表1人体舒适度指数分级

人体舒适度指数分级

86—884级人体感觉很热,极不适应,希注意防暑降温,以防中暑80—853级人体感觉炎热,很不舒适,希注意防暑降温76—792级人体感觉偏热,不舒适,可适当降温71—751级人体感觉较为舒适

59—700级人体感觉最为舒适,最可接爱51—58-1级人体感觉略偏凉,较为舒适39—50-2级人体感觉较冷(清凉),不舒适,请注意保暖26—38-3级人体感觉很冷,很不舒适,希注意保暖防寒<25-4级人体感觉寒冷,极不适应,希注意保暖防寒,防止冻伤空气湿度

表示空气中水汽多寡亦即干湿程度的物理量,称为空气湿度。湿度的大小常用水汽压、绝对湿度、相对湿度和露点温度等表示。公众天气预报中最常用的是相对湿度。

相对湿度是空气中实际水汽含量(绝对湿度)与同温度下的饱和湿度(最大可能水汽含量)的百分比值。它只是一个相对数字,并不表示空气中湿度的绝对大小。

在一定的气温条件下,一定体积的空气只能容纳一定量的水汽。如果水汽量达到了空气能够容纳水汽的限度,这时的空气就达到了饱和状态,相对湿度为100%。在饱和状态下,水分不再蒸发。高热的夏季遇到这种天气,人体分泌的汗水难以蒸发,感到闷热难以忍受。反之,秋天有时也会遇到高温这只“秋老虎”,但由于湿度明显降低,人们浑身淌汗却很少会有“闷”的感觉。如果冬天遇到低温高湿天气,人们又会感到阴湿寒冷。空气中湿度太小,同样会使人感到不舒服。南方人初到北方,沿海人乍去大西北,常会感到唇干口燥,甚至鼻出血。当然,这是属于人的适应性问题了。

一般而言,相对湿度的日变化与气温的日变化相反,最大值出现在日出前后,最小值出现在下午2时左右。当然,当某地的天气发生突变时,湿度的这种变化规律就会被破坏。如高温低湿的午后,突然乌云翻滚,湿空气汹涌而至,当地的湿度就会迅速猛升。

相对湿度的年变化比较复杂,通常是多雨的季节湿度高,晴朗的天气湿度低,但各地的地理条件、气温条件和雨季情况差异很大,难以概括出一个具有普遍性的规律。

电视观众朋友们一定会注意到,当要预报一场降水即将发生时,预报员常会给出一张高空形势预报图,图中用红色箭头表示西南暖湿气流,用蓝色箭头表示来自北方的干冷气流,并预报说这两支气流将在某地区交汇,产生强降雨。

当然,这只是诸多降雨因素中的两个因素,是一种直观的图示。不过,它至少表明了两个含义:其一,大气中的暖湿气流一般来自南方,干冷气流来自北方;其二,暖湿气流是产生降水的必不可少的基本条件。

事实上,空气中的水汽一部分来自其下垫面上江河湖泊和潮湿土壤的蒸发,另一部分(在许多情况下是主要的一部分)则来自热带地区特别是热带洋面。我国地处亚欧大陆东南部,因此,偏南或西南气流一般携带有暖湿空气,而西北气流是干冷空气的同义语。由春至夏,高温高湿的西太平洋副热带高压向北挺进,我国自南向北先后进入高温高湿的多雨季节。由秋至冬,来自西伯利亚的干冷空气步步南侵,我国又自北向南先后经历低温低湿的少雨时光。

紫外线指数

紫外线是电磁波谱中波长从001—040微米辐射的总称。阳光中有大量的紫外线。紫外线对人类的生活和生物的生长有很大影响。

紫外线按其波长可分为三个部分:A紫外线波长位于032—040微米之间,A紫外线对我们的影响表现在对合成维生素D有促进作用,但过量的A紫外线照射会引起光致凝结,抑制免疫系统功能,太少或缺乏A紫外线照射又容易患红斑病和白内障;B紫外线波长位于028—032微米之间,B紫外线对我们的影响表现在使皮肤变红和短期内降低维生素D的生成,长期接受可能导致皮肤癌、白内障及抑制免疫系统功能;C紫外线波长位于001—028微米之间;C紫外线几乎都被臭氧层所吸收,对我们影响不大。紫外线对人类的影响主要表现为A紫外线和B紫外线的综合作用。

近年来由于臭氧层遭到日趋严重的破坏,地面接受的紫外线辐射量增多,因此如何防范紫外线辐射已引起人们的广泛关注。目前我们发布了北京市的紫外线指数,以帮助人们适当预防紫外线辐射。

当紫外线为最弱(0—2级)时对人体无太大影响,外出时戴上太阳帽即可;紫外线达3—4级时,外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜,并在身上涂上防晒霜,以避免皮肤受到太阳辐射的危害;当紫外线强度达到5—6级时,外出时必须在阴凉处行走;紫外线达7—9级时,在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳;当紫外线指数大于等于10时,应尽量避免外出,因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。

表2紫外线指数与对人的影响

紫外线指数紫外线照射强度影响对人体的可能影响0,1,2最弱安全

3,4弱正常

5,6中等注意

7,8,9强较强

≥10极强有害

中暑指数

中暑,俗称发痧。它是夏季长时间在日光下曝晒,或在其他高温环境下工作,所发生的头昏、眼花、心慌等症状,严重的还可能引起体温升高、昏倒或痉挛。它是夏季内科急诊中常见病。主要发生在我国中、南部地区,尤以长江中下游地区为甚。随着气候变暖的加剧及城市建设的发展等,中暑疾病的发生有逐渐向我国北方大中城市发展的趋势。1997年盛夏高温天气里,华北、西北、东北各大中城市均出现不同程度中暑现象。

中暑是一种热致疾病,医疗部门将它分为三个等级:先兆中暑、轻症中暑和重症中暑。

先兆中暑:在高温作业场所劳动一定时间后,出现头疼头昏、口渴多汗、全身疲乏、心悸、注意力不集中、动作不协调等症状。体温一般正常或略偏高。

轻症中暑:除先兆中暑症状加重外,出现面色潮红、大量出汗、脉搏加快等,体温升高到38℃以上。

重症中暑:有三种症状。(1)在高温环境中突然发病,体温高达40℃以上,开始大量出汗,继之“无汗”,并伴有皮肤干热及不同程度的意识障碍。(2)主要有明显的肌痉挛伴有收缩痛,多对称性地发生在活动较多的四肢肌肉及腹肌上,时而发作、时而缓解,此时患者意识清楚,体温正常。(3)起病快,头疼头昏、多汗口渴、恶心呕吐、皮肤冷湿、血压下降、心律紊乱,轻度脱水,但体温不高。

中暑对人类生命有很大威胁,其中重症中暑的死亡率较高。据江苏省气象台统计,1988、1994、1995及1998四年中南京市区中暑病人达1万之多,其中重症的近千人,重症中暑死亡率分别为302%、78%、61%、107%,60岁以上老年人重症死亡率占50%。

不难看出,中暑的发生与气温过高密切相关,在日最高气温达35℃或以上的高温天气里,中暑病人会明显增多。中暑还与空气湿度有关,如果湿度过大,即使气温不到35℃,也会有人中暑。江苏省气象台医疗气象研究课题组经研究,以在高温天气里三日滑动平均气温30℃和相对湿度73%为指标,规定了三个中暑指数等级,还具体计算出中暑天气条件指数。就南京而言,一般在6月下旬到9月份,即梅雨后期(或出梅)到秋老虎这段高温期间,江苏省气象台通过电台、报纸等媒体向广大市民发布中暑警示预报。此外,他们还积极开展专业气象服务,通过电话、传真、网络向厂矿、医院、急救中心传送中暑指数预报。人们据此可以做好防暑降温工作。特别是在连续三天高温后,所有人群都要倍加预防。对于不同人群,其预防方法各有所异:1.老年及体弱者:首先减少外出,避免烈日下活动,其居住环境要通风,保证睡眠,饮用盐开水,吃易消化食物。

2.婴幼儿:其预防尤为重要,主要避免衣被过暖过厚,多进行耐寒锻炼。

3.产妇:要破除陈规陋习,科学坐月子,居室每日定时开门窗通风换气,产妇不要“捂”,要洗头洗澡清洁皮肤。