城市气候学教案

PAGEPAGE74（封面格式）教案2013～2014学年第1学期课程名称：城市气候学课程代码：学院、专业、年级：资环地教12级任课教师：教师所在单位：资环学院湖南师范大学湖南师范大学2012～2013学年第1学期教学日历课程名称城市气候学资源与环境学院学院地理科学专业2011年级课程学期总学时其中上课周数周学时学分考核方式采用教材情况教材名称自组讲授实验（践）主编（著）出版社名称34341722出版时间周次日期上课节次上课地点每周时数分配教学内容备注讲授实验(践)合计时数12气象园22第一章绪论22气象园22第二章城市的云量日照和辐射32气象园22第二章城市的云量日照和辐射42气象园22第三章城市的能量平衡和水分平衡52气象园22第三章城市的能量平衡和水分平衡62气象园22第四章城市热岛72气象园22第四章城市热岛82气象园22第五章城市风场92气象园22第六章城市的湿度雾降水和能见度102气象园22第六章城市的湿度雾降水和能见度112气象园22第七章城市气候灾害的防治和局地气候的改善122气象园22第七章城市气候灾害的防治和局地气候的改善132气象园22第八章环境气象和特种天气预报142气象园22第八章环境气象和特种天气预报152气象园22第八章环境气象和特种天气预报162气象园22第八章环境气象和特种天气预报172气象园22复习说明：1、教学内容按每次授课内容填写。2、考核方式分考试与考查两种。3、任课教师在每学期开课以前根据教学大纲编写教学日历，一式四份，经系主任（教研室主任）审阅同意后，一份自存，一份交所在系，一份交所在院（部），一份交学生。系主任（教研究主任）签名：任课教师签名：第页，共页说明该课程是在已学气象学与气候学的基础上所开的一门专业任选课，内容以周淑贞主编（城市气候学）气象出版社2002和吴兑主编（环境气象学和特种天气预报）气象出版社2001为基础，参考多种资料编辑而成，以期能更好反映现代城市气候的研究趋势。目录第一章绪论第二章城市的云量、日照和辐射第三章城市能量平衡与水分平衡第四章城市热岛第五章城市的风场第六章城市的湿度、雾、降水和能见度第一章绪论时量2课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市气候学的研究对象，研究任务，研究方法和城市气候的基本特点。重点：研究对象，研究任务，研究方法和城市气候的基本特点。难点：研究方法教学方法:讲授，讨论第一章绪论一、城市气候学研究的对象和任务1、城市气候形成的重要因素1）与乡村截然不同的人为立体下垫面2）消耗大量的能源和“三废”排放量3）产生大量的人为热2、城市大气分层（1）有风1）城市覆盖层范围：建筑物顶以下至地面，又可细分：城市街道狭谷气候住宅区气候商业区气候工业区气候等特点：区域范围小，属小气候。各气家要素横向和纵向变化极大2）城市边界层：范围：建筑层顶向上至积云中部特点：湍流混合作用显著，是城市大气与外界进行物质与能量交换的作用地3）市尾烟气层（又称城市尾羽）范围：城市下风方，乡村边界层和积云中部高度（城市边界层）之间特点：对城市下风方覆盖区域的气候有较明显的影响4）乡村边界层范围：城市气候与乡村气候的分界面，一般从地面往上倾斜（2）区域静风：形成穹窿形尘盖，城市尾羽不存在。（3）城市大气高度：上限不同天气条件、不同的城市规模和性质高度不一一般白天高、夜晚低；晴天高、阴天低。受区域气象系统影响明显白天一般500m左右，高可达1000、1500m，夜晚一般为200~250m，尘盖顶在100~200m之间。（4）研究对象：城市气候学的研究对象为上述三层。（5）定义：城市气候学：指在区域气候的背景下，在城市及其周围所形成的特殊局地气候。二、城市气候学的研究任务1、城市气候学的观测1）城市覆盖层内部小气候观测设点时应考虑不同性质下垫面，不同功能区，不同走向，不同高宽比的“城市街道狭谷”等。2）城市。近郊和远郊乡村近地层对比观测选择有典型意义的天气（无云、无风或微风）有代表意义的测点进行同步观测。3）城市和郊区较大范围的三度空间观测应用地面观测、低空探空系统（GZW低空探空系统、无线电探空仪59型）二次雷正（地面雷区设备追踪带无线电信号回答器上升的气球类测风）平衡气球（无举力气球浮力和重力严格保持平衡）双向测风仪（能测出X、Y、Z三个分量）在城市和附近郊区选择适当的东西向和南北向的测点进行同步三度空间的观测。4）城市和附近郊区下垫面特征观测直接观测，或用卫片和航片判读，以了解其反射率、温度、植被和水分可用量等特征。2、分析城市气候各要素的特征及其相互关联性揭示其周期性和非周期性的变化和地区差异，研究其相互制约和关联性。3、研究城市气候形成的原因和过程特别是人类活动如何影响城市的气候4、研究并建立城市大气覆盖层和边界层的数学模式模拟其风场、温度场、湿度场等要素变化的物理过程和污染物的扩散规律。5、探讨改善城市气候的途径如何应用城市气候的变化规律，采取必要可行的措施，改善城市气候条件6、进行城市气候应用领域的研究特种天气预报、城市规划、城市环境保护、城市建设的气候评估等三、城市气候学的研究方法：目的——充分资料——研究一般方法1、历史比较法适应于城市化发展快的城市，对比多年气候资料，分析其气候变化情况。分析时需注意两点A、资料最好来自同一气象站，或前后两站环境相差不大。B、必须考虑大区域气候变化所引起的自然气候变化，即滤掉气候自然变化的因素。2、周末和工作日对比法欧美体假日基本全休，而我国不一样，基本不存在这一特征在欧美，热岛、污染浓度等城市气候效应一般工作日比周末高。3、城郊对比法城市气象观测资料与郊区气象观测资料对比，对比时须注意以下三点：A、测站选址城、郊应具有相似性。B、注意时间的同步性和使用仪器的一致性C、郊区不同方位上都应设测站4、城市内部不同性质下垫面对比法根据具体情况按功能区、土地利用类型、建筑密度、植被覆盖度等的差异进行分类设置长、中、短结合的观测点。5、大、小尺度因素相结合方法大尺度的控制作用——风大尺度平稳——则局地因素起主要作用——从而从气温、湿度、云量和降水等气象要素方面表现出差异较大的局地特征。应探讨在各种天气形式下，城市和郊区天气与气候的差异。6、模拟试验法城市模型——风洞试验（带烟气流通过模型）特点：能大致反映城市气流的聚集和扩散情况不足：只能大致模拟，真实热力状况和动力状况很难模拟，不能完全反映城市大气的热力和动力状况。7、应用数学物理方法建立各类数学模式分两类：1）城市气候统计模式主要是根据观测资料，建立相关经验统计模式2）建立在动力学和热力学基础上的城市边界层模式如：①能量平衡模式②混合层模式③动力学模式8、应用气候学的研究方法城市规划、城市建设、城市环保、城市医疗保健等四、城市气候的基本特征（五岛效应）的衡量指标1、城市混浊岛效应1)衡量指标：直接标准：单位体积含多少mg∕㎡间接标准：大气混浊度E=D／S式中D：太阳散射辐射S：太阳直接辐射大气水平能见度2）效应：A、大气污染物质比郊区多一般高3-10倍B、阴天、（低云量≥8）日数比效区多C、直接辐射减弱，散射辐射增强，上海：E=15.8D、能见度小于效区2、城市热岛效应表示方法：1）热岛强度：市中心最高温与郊区平均温之差2）城市等温线分布图在等混线分布图上如城市气温比郊区气温高，则会形成岛状分布现象。3、城市干岛和湿岛效应表示方法：城市水气压、相对湿度和绝对湿度分布图湿岛交替干岛——白天干、湿岛交替湿岛——夜晚4、城市雨岛效应表示方法：等时段内降水数值比较等时段内等降水线分布图一般城市及下风方向（讯期）降水量多于郊区5、城市热岛环流城市平均风速小，局地差异大，有热岛环流

第二章城市的云量、日照和辐射时量4课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市云量，日照和辐射的进步特点，形成原因，变化情况和区域分布。难点：形成原因教学方法:讲授，讨论第二章城市的云量、日照和辐射一、云量城市的总云量特别是低云量比郊区多（城区和下风方向）上海龙华：阴天比郊区每年多13.2天（日平均总云量＞8）晴天平均一年48.8个郊区57.2个日平均总云量＜280年代来愈明显原因：1、城市热岛效应有利于对流云的形成2、城市空气中多凝结核3、城市的机械摩擦阻障作用大，容易激起机械湍流和对移动天气系统的阻滞。4、城市工厂区有一定量的人为水汽排放到低空。二、日照日照时数和日照百分率均小于郊区，内部局地差异远比平坦开阔的郊区大。1、城市开旷地区日照1）比郊区少2）季变明显，日照城乡差值（上海）秋＞冬＞春＞夏2、城市内部日照的地区差异决定于1）街道狭窄度指数：h建筑物高度L街道宽度2）街道方位角（南作起算点）——街道走向3）可蔽角x：为街道上测点o至街道边缘的距离就全年可照时教而言，水平面最多，南墙次之、北墙最少、东西向街道中心多于南北向街道，隆冬南北向街道中尚有一定可照时间，东西的完全荫蔽。故东西向街道比南北向季节差异大。三、辐射（一）总辐射1、总辐射比郊区弱直接辐射减少，散射辐射增加，总辐射减小。取决于大气透明度——气溶胶浓度。2、短波辐射所占比例比郊区更少短波辐射容易被散射，紫外辐射的衰减程度随太阳高度角和大气透明度而异。3、其削弱程度有明显的周期性变化日变：12~15时最大季变：一般冬季大夏季小周变：西方一般决定于城区的太阳高度，云量和污染物浓度4、城市内部太阳辐射能分布有显著的地区差异污染浓度，风向、风速（二）城市下垫面反射率反射率比郊区小1、下垫面性质比植被表面低2、立体下垫面多次反射（三）城郊地气长波辐射能的差异1、地面辐射据或红外遥感测定因城市温度高于乡村，故地面辐射＞郊区上海秋季晴夜高可达15%，一般3—9%2、大气逆辐射百页箱温度——经验公式测定比郊区大，晴昼比晴夜更大，大气逆辐射白昼午间最大城市上空CO2多，气溶胶粒子多天穹可见度小3、净辐射与郊区相差不大，或城市略小于郊区地面辐射大大气逆辐射大第三章城市能量平衡与水分平衡时量4课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市的能量平衡方程和水分平衡方程，掌握方程各项的含义，测定方法及其动态变化过程。重点：城市的能量平衡方程和水分平衡方程，方程各项的含义，测定方法及其动态变化过程。难点：测定方法及其动态变化过程。教学方法：讲授，讨论第三章城市能量平衡与水分平衡一、城市能量平衡1、能量平衡方程：式中：Qn：净辐射QP：人为热QH：地气显热交换（湍流）QE：地气潜热交换△QS：贮热变化量△QA：热平流变化量2、城市中的人为热固定源热：人类生产，生活燃料燃烧产生。为主1）移动源热：汽车、摩托车等排放的热量、其次新陈代谢热，很小；一般可忽略2）影响因素：纬度取暖等生活热愈多城市规模人口密度人均能耗水平城市性质区域气候条件等3）种类：主要为四类①空调取暖（25.7w/m2）②电力（包括夏季空调）（16.7w/m2）③交通运输（夏20．8，冬20．８）④工业（２９．１）4）季变和日变季变：一般是夏少、冬多（上表）日变：轮敦：夜间5时最低，8时、17时两个高峰。3、下热面贮热量（QS）1）指白天吸收太阳辐射，向下传输贮存下垫面内部的热量。夜晚，向上输送热量，其大小决定于:①其传热能力和蓄热能力；②城市的组成特征（密度，几何形状，构筑方式等）2）特征：城市QS比郊区大导热率（入）大3倍蓄热能力（热容量）大1/3倍建筑群贮热多夜晚减热较慢4）地气显热交换（QH）指湍流交换，大气湍流扩散系数大小与大气稳定度，风速和风向的切变有关——地面粗糙度。城市一般PH比郊区大①大气稳定度小于郊区②地面粗糙度大于郊区5）地气潜热交换（QE）指以蒸散发、升华、凝华的方式交换热量QF小于郊区不透水面积大上海大于80％植被少于郊区升华、凝华小于郊区△QA：一般很小可不记二城市水量平衡方程：P+F+I=E+^R+^S+^A式中：P降水量，一般比郊区多，（见后）F人为水分，一般比郊区多（见后）。I管道供水，多于郊区E蒸散量，比郊区少^R径流量，大于郊区^S水分贮存量比郊区小^A平流水分，很小，可忽略2）特征：1）城市水乡收入项比郊区大2）城市下垫面蒸散量和水分贮存量比郊区小决定于不透水面积占下垫面的百分比，25％，减少19％;50%,减少38％75%,减少59％3）城市径流量比郊区大，雨后径流峰值出现时间比郊区早，径流曲线急升急降。第四章城市热岛时量4课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市热岛的效应，分布和变化，结构，形成原因，影响以及防治措施。重点：热岛的效应，分布和变化，结构，形成原因，影响以及防治措施。难点：结构，形成原因教学方法：讲授，讨论第四章城市热岛一、城市热岛效应1、城郊气温对比OKE城市热岛温度剖面图（见图）热岛强度：市中心最高温与郊区温度之差在等温线分布图上：市中心等温线稀疏，水平温度梯度小。城市边缘较密集，水平温度梯度大。（不同气候区不同城市类型，表现不一样）2、发展中城市气温的前后对比（排除大气候因素所造成的历史变化）1）热岛强度递增随城市发展速度而变人口递增影响明显，加拿大卡尔加里人口增长1%，热岛强度增加1.5%。2）热岛效应逐渐向城市边缘和近郊扩张二、城市热岛强度的周期性变化1、日变稳晴天气，夜间强，白昼午间强，一般20时左右最强，中午最弱，有些地方热岛消失甚至出现凉岛。2、年变复杂，各地表现不一样，如印度我国：秋，冬季热岛强度大，夏季最小——北京2、周变：欧美表现较大，我国不明显三、城市热岛强度的非周期变化气象条件：风速、云量、太阳直接辐射、低空气温直减率等人为原因：空调耗热量，车流量等因素1）风速：临界风速，使热岛不存在的风速，主要与人口有关其次是季节，如北京：春45m/s,夏2――3m秋5m/s,冬5――6m/s,热岛中心位置随风向下风方向移动2）云量，随云量增加，强度减小3）气温直减率气温直减率愈大，层结愈不稳定，热岛强度愈小，反之则愈大。可用经验公式表示4）与当地天气形势单一气团控制下的高压天气，有强热岛出现综上所述：热岛强度基本上都是与风速、云量、气温直减率成负相关，与人为热成正相关，夜间热岛强度与当天白昼太阳直接辐射日总量成正相关，强热岛大多出现在高压型天气下。四城市热岛的地区差异1、与城市规模与城市人口多少成正相关可用经验公式表示：北美：△T=3.06LogP-6.79P：城市人口欧：△T=2.01LogP-4.062、与建筑物密度随建筑物密度增大而增高正相关，有的城市达0.93、与城市布局团块状紧凑布局，中心增温效应强条形或星形分散结构，中心增温效应弱农田绿地楔入市区，中心增温效应不显著4、城市地形凹地和盆地、热岛效应强5、不同性质下垫面绿化比北街道区低早晚小、中午大；阴天小、晴天大随人工下垫面比重上升而上升四、城市热岛的垂直结构（理想模式）1、午后与郊区差异不大，有一混合层厚度约0.5—1.5km，上为稳定层结，下为一微弱不稳定层2、夜晚，热岛强度比白天大，具体分布为1）上风方向郊区为接地逆温层2）中心、浅薄不稳定层（0.1-0.31km）——上为逆温层3）下风郊区、接地逆温——城市热羽3、城市中心气温垂直梯度变化不大，而郊区变化大，混合层深度白天大于晚上。4、夜晚城市热岛强度近地面层最大，随高度增加而减弱，200-500m为零，以上出现交叉现象（上比郊区低）实际结构多种多样五、城市热岛的形成1、城市下垫面因素1）下垫面不透水面积使向空气层输出蒸发潜热减少，而湍流显热增多2）下垫面热性质导热率和热容量比郊区大，故白天、向下贮热厚度大，夜晚降温慢。3）下垫面几何形状立体下垫面辐射损耗小2、人为热、温室气体和大气污染1）人由热：重要因子，热岛的起伏与其周期性排放有关2）温室气体CO2比郊区多，O2H白少夜多（干湿岛）对夜间热岛强有重要作用3）污染物质多，夜晚保温作用3、天气形势与气象条件不同气象条件下热岛的表现形式不一样。六、城市热岛的影响1、低中纬夏季、热岛效应加重了城市高温出现的频率和高温灾害，使疾病增多，工作效率低，能源消耗大，火灾多发并加重光化学烟雾浓度，增加地面不稳定度，加剧雷电灾害。2、冬季稍有利于节约供暖能源2、积雪、霜，露等（比郊区少七、如何降低热岛效应1）科学规划城市建筑，降低市中心区人口密度2）大力开展城市绿化和增大绿化面积市内公园、街道树、墙面攀缘植物，市森林带。（见后）第五章城市的风场时量2课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市发展对盛行风的影响，城市热岛环流，城市风的结构及城市覆盖层内部风的局地差异。重点：城市发展对盛行风的影响，城市热岛环流，城市风的结构及城市覆盖层内部风的局地差异难点：城市风的结构及城市覆盖层内部风的局地差异。教学方法：讲授，讨论第五章城市的风场一、城市发展对盛行风的影响1、城市风速历史资料的前后对比城市平均风速和最大平均风速随城市的发展递减2、同一时期城市与郊区测风资料对比1）城市平均风速比郊区小年均风速，上海市区2.3m/s郊区，宝山3.8m/s城郊风速差异逐渐显著2）城郊风速差值因时、因地、因风速而异①风速差值有明显的日变和季度日变：一般白天风速郊区大于市区，晚上则郊区小平市区上海：最大值：10-12时13-15时最大最小值：19-21时季变：春冬最大、夏季次亡，秋季最小一般风速大的季更，差值也大，风速小的季节、差值小，植被春夏繁茂、秋冬、离时也有影响②市区大风频率减少，静风频率减小，小风频率增加。以上海为例：以盛行风2m/s为临界风速72m/s市区风速小于郊区＜2m/s市区风速大于郊区3）城市和与郊区风的结构不同①市区湍流持续时间比郊区长热岛粗糙度②湍流频率不同乡村：涡旋大、波长较长市区：涡旋小，波长较短二、城市热岛环流又称城市风系，指热岛效应下，市风热空气上升郊区近地面层空气从四面流向城市（称乡村风）下层在一定高度上流回郊区，形成缓慢的热岛环流，有利于尘盖低高和局部对流雨的形成。城市热岛存在使城市与郊区之间形成的环流如图：乡村风速：不大一般1-3m/s（一至2级风）强度与热岛强度有关，一般夜大于昼具有间歇隆和脉动性，夜间特别明显。三、城市中风的垂直结构1）自地向上递增——层顶小急流——逐渐递增2）风速垂直变化同城市下垫面的粗糙度和空气层结的稳定性有关①粗糙度：愈大，增速愈慢，到地转风高度增加反之，则增速愈快，到地转风高度减小平坦开涧农村270m正郊居民点390m城市中心区420m②大气层结稳定，风速随高度变化愈快不稳定，风速随高度变化愈慢中性，按时数规料变化 四、城市覆盖层内部的局地差异局地差异大：有些风影区，有些急流区原因：1）热力效应——热力环流2）阻障效应——不同的升降，涡动和绕流等具体表现：热力环流：屋顶与街道背阴面和向阳面夜间：屋顶和街道阻障作用：街道风：与盛行风平行，狭管效应；人行道树立或低明显汽车风：双间车吊两边第六章城市的湿度、雾、降水和能见度时量4课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市湿度、雾、降水和能见度的特点，成因，局地差异和变化及影响和防治。重点：城市湿度、雾、降水和能见度的特点，成因，局地差异和变化及影响和防治。难点：成因教学方法：讲授，讨论第六章城市的湿、雾、降水和能见度一、城市的湿度（一）城市的绝对湿度1、特点：城区绝对温度往往比郊区小，形成城市干岛，夏天及白昼比较显著，有些夜晚和雨雪天比郊区高，形成湿岛，其成因类型主要有伴有明显城市热岛、无风或小风伴有明显城市热岛、无风或小风结霜湿岛雾天湿岛雨天湿岛融雪湿岛深秋晴夜郊区凝霜，而使城市湿度大于郊区的现象。2市区绝对湿度的日变振辐比郊区大，最大、最小值都是城大于郊，最小点城郊差值更大。3出现时间不同，市区最高点子夜至凌晨前，郊区是黄昏和上午。4、季节上，冬季绝对湿度日变化小，城乡差异小。夏季绝对湿度日变化大，城乡差异大。此外，植被因素等也有较大影响2、原因1）国际9级标准国际9级标准时量4课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市大气污染，日照，居住区自然通风，防热的基本概念，特点，成因和一般防治方法重点：城市大气污染，日照，居住区自然通风，防热的基本概念，特点，成因和一般防治方法难点：形成原因教学方法：讲授，讨论时量6课时课型理论课目的要求：要求学生能掌握城市噪声和噪光污染，健康与人体舒适度，紫外线辐射，生物气溶胶浓度，气象疾病，旅游气象及空气质量等方面的概念，原理和预报方法。重点：城市噪声和噪光污染，健康与人体舒适度，紫外线辐射，生物气溶胶浓度，气象疾病，旅游气象及空气质量等方面的概念，原理和预报方法。难点：原理和预报指数的确定。教学方法：讲授，讨论第一节噪声及噪光污染噪声：人们不需要的声音，即干扰人们工作，休息的声音，一般表现为不协调，杂音。影响噪声有两个方面：物理学强度；人的主观反映物理学定义:人耳感觉从2×10Pa到20Pa相差100万倍常用声压级表示即Lp＝20lgP/Po式中。Po＝2×10ˉ５P为环境音量，单位为分贝，记做dB环境噪声的度量和频率高低有关，考虑到这个因素测定的称为A声级{La}，记做分贝{A}或dBA噪声影响除声音大小，频率高低外，受害人的心理生理因素也是个主要方面。制定标准应根据不同时间，不同地区和人处于不同行为状态来决定。2．噪声源及其分类：声音的三要素：声源，介质，接受器。按声源可分为机械噪声，空气动力性噪声，电磁噪声。按时间变化分：稳态噪声，非稳态度噪声（即脉冲无规则的噪声）。按声源特性可分为点声源，线声源，面声源又可分为：工厂生产噪声，交通噪声，施工噪声，社会生活噪声等。噪声影响听力损伤在85dBA，10％的人噪声性耳聋21％的人噪声性耳聋29％的人噪声性耳聋10041％的人噪声性耳聋对睡眠的干扰40dB影响人10％70dB影响人50％对交谈工作的影响75dB以上交谈很困难85dB交谈不可能40dB（A）以下才使一般人感到安静导致人的精神紧张，胎儿畸形等4噪声限值标准我国最高（dB）理想体力劳动9070脑力劳动6040睡眠5030二．噪光污染各种光源对周围环境和人的损害作用包括白亮污染强光下各种反光对眼睛的刺激作用大。白色墙面反射率69―80％镜面玻璃82－90％眼角膜受损视力下降同时使人头昏心烦，容易引起交通事故茶色玻璃的金属钴长期照射影响人的造血功能2人工白色污染指夜照广告灯，霓虹灯各种灯光形同白昼干扰人体的生物钟彩光污染指歌舞厅等场所的黑光灯，旋转活动灯等对人体有较大的危害作用第二节健康气象学与人体舒适度预报一健康气象学指研究大气环境变化对人体健康影响的边缘学科。介于气象学与医学之间，为生物气象学的一个分支。早期研究两个方面从天气角度出发，用现代统计方法探讨天气，气候与疾病的关系在人工气候室进行大量生理常数研究，观察不同气象要素对人体产生的影响1957年为维也纳第一届生物气象研讨会后该学科取得长足进展70年代以来研究主要包括1．气象与生理：研究气象对人体的影响方法有：用动物进行试验研究直接对人体的影响2气象与疾病；研究多集中于哮喘，感冒，冠心病，关节炎，传染病，眼病，牙病，糖尿病，胃溃病，老年病等方面，初步建立了医疗气象预报方法。二．气象因素对人体的影响1．大气环境变化与人体的适应。人类表现为固有的生物节律长期变化现象，对于周期较短较为剧烈的天气变化往往难以适应还影响到行为和心理。2气象要素作用于人体的途径皮肤和粘膜：气温，湿度，降水，风，大气气溶胶，太阳辐射，雾。呼吸系统：大气气溶胶，雾，气态污染物，气温，湿度，风，气压，大气电，及大气中一切化学物质的刺激。感觉器官：如眼睛接受可见光，闪电，雾，气态污染物刺激，鼻子接受化学物质气味刺激，耳接受气压变化刺激等。最低生理气压界限：240㎜Hg风影响人体的热代谢，被称为“百病之始”３、人体热环境对人体影响最大的气息气象因素首推气温人体与环境之间的热交换方程：Q＝M±R±C－E式中Q：人体热变化量；M：代谢产生的热量；R、C、E分别为辐射、对流、及蒸发热交换人体新陈代谢休息最低，轻寒增加30％到50％，严寒到5倍，烈日下增加4％到19.4％。人体通过散热调节体温，散热的主要途径是皮肤，形态有三种：传导-对流、辐射和蒸发。常温下辐射和传导为60%—65%，T=10℃时，辐射和对流失热为蒸发失热的9倍；T=21℃时，辐射和对流失热为蒸发失热的4倍；T﹥30℃时，蒸发散失的热量超过辐射和对流。3大气污染对健康的影响（1）气态污染物主要有：二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳臭氧及烃类物质等。二氧化硫：酸雨，人体长期吸入可引起慢性鼻炎，慢性咽喉炎，慢性支气管炎。当浓度较高时可引起结膜炎，急性支气管炎，肺水肿和呼吸麻痹氮氧化物：主要是一氧化氮和二氧化氮。来源主要是汽车尾气。经子外线照射后产生光化学反应，其生成物容易引起呼吸道感染，进一步影响到肺，引发肺源性心脏病。一氧化碳：来源于汽车尾气，燃烧不完全。通过呼吸系统进入血液循环，减少输氧功能，使人产生头痛，恶心，体力不支，甚至使人昏迷至死亡。臭氧：近地面多有害，破坏呼吸系统。挥发性污染物：不少对人体有毒性（2）无机气溶胶：来源有3种，即大陆源，海洋源与人类源人类源成分复杂，容易吸入人体－肺病减弱紫外线，儿童容易的佝偻病（3）有机气溶胶分两类。一种带有生物活性，如细菌，真菌，孢子菌，病毒等一种来自于石油化工有关的人类活动，种类繁多，不少都能致癌。人体气味也有污染作用，随二氧化碳浓度的增加而增加。（4）放射性气溶胶容易引起各种病变和白血病，甚至致癌。三人体舒适度预报1．含义:：人体舒适主要影响因素为气温31.7摄氏度全裸人体感舒适单衣28摄氏度左右此外，人体差异，包括生活区域，个性差异都有影响温度和风影响也较大。2．生物气温指标考虑人体舒适感时与气温有关的湿度、风速等作用的综合指标。分为四类：=1\*GB3①通过测定环境气象因素而制定的评价指标，如湿球温度，卡他温度，黑球温度等。=2\*GB3②根据主观感觉结合环境气温因素制定的指标，大多用经验公式表示。=3\*GB3③根据生理反应综合气象因素制定指标，如湿黑球温度。=4\*GB3④根据机体与环境热交换情况制定的指标，如热应激指标。体感温度：考虑了气温、湿度、风速、太阳辐射（云量）及着装的多少、色彩等因素后，人体所感觉的温度。自1733年来已探求270多年。还有不足之处。计算公式：体感温度＝气温+辐射修正+湿度修正+风速修正。不同地方应用时有差异。还有不适指数，炎热指数，寒冷指数皮肤相对温度，体感指数，着装指数等。紫外线辐射预报一．概述紫外线辐射光在100－400nm之间，分三部分：紫外A段（uv－A）波长320－400nm，引起色素沉着。紫外B段（uv－B）波长290－320。。。。抗佝偻病和红斑作用，引起皮肤病，免愈系统下降紫外线C段(uv－C)100－290nm最大杀菌能力，对机体细胞有强烈的刺激破坏作用二．生物效应（1）红斑作用照射部皮肤出现潮红，一般发生在照射后6－8小时甚至24小时。作用最大紫外线波长294nm大于320nm不起作用，用红斑剂量表示色素沉着作用使黑色素质转变为黑色素，起保护作用300－435nm起作用，最大355nm。3（3）抗佝偻病作用波长275－310nm最大282nm。。大于308nm为零。(4)杀菌作用波长253nm杀菌作用最强，此外能促进机体的免郁反应，血压下降三．紫外线预报主要有二种：统计预报方法：高精度的紫外线至测资料和相关气象要素观测模式预报方法：主要依赖于对平流层臭氧预报和大气辐射传输模式作用。