气候舒适度问题

气候舒适度问题

(成都理工大学)

摘要:随着社会不断发展,对某地区的气候条件进行合理评估,再运用到实践中,成了一个社会热点问题。本文运用数学方法建立地区气候舒适度评价模型,再进行量化分析,对四川省各城市的气候状况进行研究。采用主成分分析法对气候因数、经济因数进行降维处理,以减少影响因子数量。然后对降维后的成分得分系数矩阵进行归一化处理,得到各初始影响因子的权重。再利用层次分析法,建立“气候舒适度-降维变量-初始变量”层次模型,进行后续分析评价。

关键词:降维处理;层次分析法;气候评估;经济因素

1概述

气候舒适度是指大多数人对气候环境感觉舒适的程度。开展气候舒适度评价对于客观评价城市人居环境、开展科学城市规划发展等都具有重要的理论价值和实践意义,特别是随着人们对生活环境质量的要求逐步提升,气候舒适度愈发成为关注热点和研究热点。

2气候舒适度模型建立及评价

2.1降维处理

社会经济参数可能会影响气候指标,社会经济参数通过影响平均气温、降水、湿润度等气候指标来影响气候舒适度。但使用spss软件进行分析之后,发现两者之间影响关系并不大,即经济参数不能成为影响气候指标的主要因素。而经济学者何斗娟在《国际经济与贸易对环境的影响分析》中提出[何斗娟.《国际经济与贸易对环境的影响分析》2014],在影响气候变化方面,社会经济参数与气候指标可以看作平行关系,即二者分别作为独立因子对总体气候变化产生影响。

为减少需要分析的指标数量,采用主成分分析法。首先将所有气候指标、经济指标打包在一起进行主成分分析,发现所得的结果中,某个降维后的变量完全囊括了所有经济指标,而其他降维后的变量与之并无交叉。因此,我们可以得出,经济与气候可以视作是独立变量来对气候舒适度产生影响。也就意味着我们可以将经济参数从中区别开来,打包为一个气候舒适度的影响因子,然后只对各气候指标进行降维。

对多个气候指标进行主成分分析,得到6个降维后的变量,但由于最后一个变量所涵盖的气候指标与前面5个重合度较高,且方差百分比仅有3%左右,因此可以将其舍弃。综上,我们获得温度与气压、日照与辐射量、风力状况、降水与湿度、天气异常状况五个气候因素,再加上经济社会参数,总计六个因素,以此为中间层,进行层次分析。

2.2层次模型的构建与分析

关于层次分析模型,主要包括目标层、中间层、底层,形成等级层次。由于上文得出各底层之间的对应关系和权重,因此我们这里只需对目标层和中间层构建判断矩阵

一、判断矩阵的确定:通过查阅大量文献[王琳佳李长顺王云;《基于FAHP模型的厦门旅游气候舒适度评价研究》],我们总结出以下确定判断矩阵的原则:经济虽然能够对气候产生影响,但与气温、降水等气候指标相比,影响力终究偏弱。当天气异常状况较少时,其对气候舒适度的影响可忽略。但当天气异常状况较多时,对气候舒适度的影响不可忽略。因此,极端天气状况应占有相应的权重。对于日照量,个人的承受力不同,因此确定判断矩阵时,其影响力应小于气温气压、降水湿度等基本气候指标。综上,我们确立如下判断矩阵:

使用Matlab,对判断矩阵进行权值计算,得到各指标权重分别为0.2236,0.0759,0.1170,0.1770,0.3791,0.0273。为直观体现不同指标对气候状况的影响,通过excel作图得:2

而各个气候舒适度评价指标与它相对应的底层变量之间的关系,可以仿照此进行处理,这里我们不再一一表征。

2.3结论

由上图分析可以得出,在不考虑极端天气状况时,气温、降水、风力状况等是影响气候舒适度的重要因素,这与实际问题是相符的。一个地区的居民对于本地气候的描述,往往基于温度的高低、降水量的多少等。

不同的人对日照与辐射的感受不同,但相对于温度湿度等重要因素,它仍然有自己的局限性,即对于大多数人来说,评价舒适度时,温度、湿度、风力等要素往往占比多于日照。

考虑极端天气影响时,即使一个地区常年气候宜人,温度、湿度适宜,但如果恶劣天气频发,同样会极大的影响人们的宜居度。例如厦门、福州等地,虽气候舒适,但多发生台风等极端天气现象。根据调查结果:一个地区的平均年度极端天气事件为1次或0次,可视为正常;某一年中极端天气次数不多于两次,对地区气候舒适度的影响还不算大。但当极端天气事件继续增多,气候舒适度便会受到显著影响。这个影响不仅仅直接体现在天气方面,同样会因信息传播途径的拓宽,间接影响一段时间内游客们对旅游地的选择。因此,考虑某地气候时,频发极端天气影响的力度是远大于当地温度、湿度等基本要素的。

社会经济参数在层次模型中所占权重较小,但并不意味着它对气候不会产生影响。随着经济发展,伴随而来的产能过剩、气体排放、碳泄露等问题同样会对气候产生极大影响,这个影响的积累是缓慢的,但影响范围却又十分广泛。

3结语

①问题二中将经济社会参数与气候条件作为独立因子分别进行分析,从经济的角度入手分析了气候受人文因素影响的程度。

②建立的层次分析模型,同样可以用于其他地区气候舒适度的评估。

4参考文献

[1]周萍婷.经济全球化对全球气候变化的影响;[夏令营参营论文].厦门:厦门大学,2011

[2]何斗娟.国际经济与贸易对环境的影响分析.国际经贸,2014,Vol.12:No.23~24

[3]王琳佳、李长顺、王云.基于FAHP模型的厦门旅游气候舒适度评价研究;第31届中国气象学会年会S10第四届气象服务发展论坛,2014

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