全球热气候指数UTCIraybet雷竞技最新

虽然每个已公布的热预算模型在原则上都适用于任何类型的热环境评估,但无论是研究人员还是最终用户,都没有一个模型被接受为基本标准。

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图2.4适应相关阈值,例如基于HeRATE方法的Lisbon 2003 (Koppe and Jendritzky 2005)

图2.4适应相关阈值,例如基于HeRATE方法的Lisbon 2003 (Koppe and Jendritzky 2005)

另一方面,令人惊讶的是,经过40年的热收支模型经验和容易获得的计算能力和气象数据,过于简化和因此不可靠的指数仍然被广泛使用。

几年前,国际社会对生物气象学ISB认识到上述问题,并成立了“开发通用热气候指数UTCI”委员会(Jendritzky et al. 2002) (raybet雷竞技最新www.utci.org)。自2005年以来,这些努力得到了欧洲科学基金会ESF的COST行动730(科学和技术发展合作)的加强,该行动提供了基础,至少欧洲研究人员和来自国外的专家可以定期联合起来,以便在派生这样一个指数方面取得重大进展(COST UTCI 2004)。Aim是一个国际标准,基于过去40年人类反应相关热生理模型的科学进展(Fiala et al. 2001,2003),包括适应问题。

这项工作是在WMO气候学CCl委员会的框架下进行的,最终将于2009年在WMO的《热环境指南》中提供,以便每一个从事生物气象评估的人,特别是NMSs(国家气象和水文部门),以及大学、公共卫生机构、流行病学家、环境机构、城市当局,计划人员等可以很容易地将最先进的程序应用于他们的特定目的。该指南将为处理气象输入数据的应用和解决方案提供大量示例。

国际热气候指数UTCI(暂定名称)必须满足以raybet雷竞技最新下要求:

1.热在整个热交换范围内具有重要的生理意义

2.适用于全身计算,也适用于局部皮肤冷却(冻伤)

3.适用于所有气候、季节和尺度raybet雷竞技最新

4.有用的关键应用在人类生物气象学

以下应用领域被认为对用户特别重要:

1.公共天气服务。问题是如何在短时间内(天气预报)告知和建议公众户外活动的热状况、适当的行为和气候疗法。raybet雷竞技最新

2.公共卫生系统小灵通。为了减轻极端天气事件(这里指热浪和寒潮)对健康的不利影响,有必要实施适当的备灾计划。这需要就极端热压力发出警告,以便发布干预措施,以挽救生命和减少健康影响。

3.预防计划。UTCI评估为公共和个人预防性规划(如城市和区域规划)以及旅游业的广泛应用提供了基础。气候与人类相关的所有应用都是如此。raybet雷竞技最新我们将考虑月度或季节性预测的可靠性,以帮助开发适当的可操作UTCI产品。

4.raybet雷竞技最新卫生部门的气候影响研究。为了提高对气候变化及其相关健康影响的认识,需要基于因果相raybet雷竞技最新关方法进行流行病学研究。UTCI将是适当的影响评估工具。气候变化和人类健康领域基于情景的计算和降尺度方法也需要适当的基于UTCI的程序。raybet雷竞技最新

人体热系统的数学建模可以追溯到70年前。在过去的四十年中,已经开发了更详细的人体体温调节的多节点模型,例如Stolwijk (1971), Konz等人(1977),Wissler (1985), Fiala等人(1999,2001),Huizenga等人(2001)和Tanabe等人(2002)。这些模型模拟了人体内部和表面的热传递现象,同时考虑了人体的解剖、热和生理特性(见图2.1)。考虑非均匀性,对人体部位的环境热损失进行了建模温度分布以及体表的体温调节反应。除了整体的热生理变量,多节段模型因此能够预测“局部”特征,如个别身体部位的皮肤温度。验证研究表明,最近的多节点模型再现了大范围热环境下的人类动态热行为(Fiala et al. 2001,2003;Havenith 2001;Huizenga et al. 2001)。其中许多模型已经成为有价值的研究工具,有助于更深入地理解人体体温调节的原理(Fiala et al. 2001)。然而,仍然需要更好地理解适应性反应及其生理意义。

Fiala模型的被动系统(Fiala et al. 1999,2001)是对人体进行空间细分的多段、多层表示。每个组织节点被赋予适当的热物理和热生理特性。总体数据复制了一个普通人的体重、体脂含量和杜布瓦面积。生理数据汇总为基础全身热输出量和基础心输出量,这适用于在30°C的热中性环境中斜倚的成年人。在这些条件下,没有发生体温调节,该模型预测基础皮肤湿润度为6%;平均皮肤温度为34.4℃;头部核心(下丘脑)温度为37.0℃,腹部核心(直肠)温度为36.9℃(Fiala等,1999年)。使用独立实验进行的验证和验证工作,包括暴露在空气中的冷应激、冷、中等、温暖和热应激条件,以及大范围的运动强度,结果显示,对于所考虑的整个边界条件,调节反应、平均和局部皮肤温度以及内部温度的测量数据具有良好的一致性(Richards和Havenith 2007)。

关于热生理建模的COST行动730工作组的专家们已经同意将UTCI模型建立在Fiala方法的基础上,该方法将通过包括其他研究小组尚未使用的数据而得到实质性的推进。UTCI模型在应用中必须满足以上列出的所有要求。从实际考虑,先进的Fiala多段模型不能明确地应用于常规基础上。因此,未来的UTCI计算将利用来自Fiala模型模拟的统计方法,该模型涵盖了空气温度、风、湿度和平均辐射温度加上服装的所有可能组合。

在操作过程中,非气象变量代谢率MET和服装的热阻是非常重要的。UTCI委员会将一个具有代表性的活动定义为一个人以4公里/小时的速度行走。这提供了2.3 MET (135 W/m2)的代谢率。在由气温决定的Icl = 0.4-1.7 clo (1 clo = 0.155 km2/W)范围内,衣物隔离Icl将被视为一个固有的cloo值。这应该包括那些适合当地气候的人所穿的衣服。raybet雷竞技最新需要解决服装的特定特性,例如体表和服装内表面之间的显著通风仍然是讨论的主题。

继续阅读:短期适应

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