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1、气象行业标准高温中暑气象等级编制说明一、工作简况1.任务来源近百年来，由于人类活动的影响，全球地表平均温度明显升高，夏季极端高温的发生频率也在持续上升。近年来，我国夏季区域性高温天气频繁出现，强度较大。高温炎热直接威胁到人类的健康，使人体发病率和死亡率升高，引发的群发性中暑事件不断发生。高温中暑气象等级预报可以指导公众户外活动采取适当的防护措施，因此备受公众关注。但是由于当前各气象部门采用的高温中暑气象等级不同，发挥的提示作用也是不尽相同，从而降低了服务效果。为了促进我国高温中暑气象等级预报的科学开展，有必要制定一个专门针对高温中暑气象等级的气象行业标准，对高温中暑气象等级进行更加详细和全面的
2、规范，提高服务质量。本标准由全国气象防灾减灾标准化技术委员会（SAC/TC 345）提出并归口。2019年9月30日，中国气象局通过中国气象局政策法规司关于下达2020年气象行业标准制修订及预研究项目计划的通知（气法函201958号文）下达了本标准高温中暑气象等级（项目编号：QX/T-2020-59）的编写任务。2.主要工作过程2019年10月，由归口机构正式立项后，编制工作正式开始。起草工作组在前期申请立项调研的基础上，召开会议对标准制定的内容进行了深入研究，明确了标准的基本编制思路，明确了人员分工。2019年10月-2020年2月，工作组进行了文献调研、数据收集等工作，进而经过数据分析、方
3、法检验等过程初步确定了高温中暑气象等级计算方法。2020年2月-4月，工作组完成高温中暑气象等级初稿。2020年5月-6月，对高温中暑气象等级初稿进行完善，形成高温中暑气象等级征求意见稿，并编制完成标准编制说明，提出征求意见单位和专家建议名单。3.标准起草单位及主要起草人本标准起草单位为：中国气象局公共气象服务中心。本标准主要起草人为：柳艳香、吴昊、陈辉、李怡、郜婧婧。具体分工如下：柳艳香，中国气象局公共气象服务中心研究员，项目负责人，负责标准总体方案设计，负责标准征求意见稿、送审讨论稿和编制说明的审定。吴昊，中国气象局公共气象服务中心正研级高级工程师，参与标准总体方案设计，标准起草工作和编制
4、说明的审定。陈辉，中国气象局公共气象服务中心高级工程师，参与文献调研、数据分析、标准起草工作。李怡，中国气象局公共气象服务中心工程师，参与预报检验、标准起草工作、编制说明编写和征求意见整理。郜婧婧，中国气象局公共气象服务中心工程师，参与标准起草工作、征求意见整理和意见征集工作。二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据1.编制原则本标准根据中华人民共和国标准化法、中华人民共和国标准化法实施条例、中华人民共和国气象法及有关法规、规章，按GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则中的原则要求进行编写。标准编制遵循“科学性、实用性、先进性、规范性”的原则。2. 标准编
5、制依据本标准规定的高温中暑气象等级已于2009年6月24日起实现业务化运行，对全国高温中暑气象等级进行预报。截止到目前业务运行稳定，未收到省级关于高温中暑气象预报情况的意见。3. 标准的主要内容主要设置了范围、规范性引用文件、术语和定义、炎热指数、高温中暑气象等级、预报用语6部分内容。（1）范围主要规定了高温中暑气象等级的定义、计算方法和服务用语，适用于开展高温中暑预报服务。（2）规范性引用文件按照气象国家标准GB/T 294572012高温热浪等级中对炎热指数和炎热指数临界值的定义，规定了本标准中炎热指数和炎热指数临界值的定义。（3）术语和定义为了便于理解标准的主要内容，设置了“术语和定义”
6、一章。对本标准涉及到的术语含义进行了界定。（4）炎热指数 计算公式中暑是指在高温和热辐射的长时间作用下, 人体体温调节障碍, 出现水、电解质代谢紊乱及神经系统功能损害症状的总称。中暑人数增多往往与高温持续时间有较为密切的关系。本标准引入炎热指数1，作为衡量气象条件对人体影响的判别指标。炎热指数是热应力的舒适指标，是温湿指数的一种表示方法, 能准确反映出人体在相对湿度与气温共同作用下的实际感受。首先，给出了炎热指数计算公式，如下：.（1）式中，为炎热指数（无量纲值），为日最高气温，单位：，为日平均相对湿度，单位：%。 北京、天津、南昌、郑州、南宁及内蒙古等地均利用该指数或其变形指数进行人体舒适度
7、的预报评价2-4，表明其衡量温度和湿度对人体感受的影响具有一定的实用价值。 等级划分本标准使用炎热指数等级达到一定程度的天气过程来表征高温持续过程。考虑到我国采用摄氏温标及实际预报和服务业务工作需要，进行等级划分。当炎热指数为不同百分位值时确定不同的日温度标准，以反映高温天气对于不同气候背景地区人们影响的程度，从而将炎热指数分为4 级5，分别为热、很热、炎热和酷热，见标准中表1。表1中 96表示第96分位数的炎热指数临界值，92表示第92分位数的炎热指数临界值，87表示第87分位数的炎热指数临界值。炎热指数临界值的计算方法采用分位数的方法，计算采用如下公式： .（2.1） .（2.2） .（2
8、.3） 式中，为第i个分位值，为升序排列后的炎热指数样本序列，为分位数，为序列总数，为第j个序列数6。（5）高温中暑气象等级基于当日高温天气的炎热程度，本标准考虑到高温天气持续时间对中暑发生的影响，炎热指数等级不高的高温天气持续过程与炎热指数等级很高的高温天气持续过程对人体影响不同。以炎热指数等级持续时间为依据，根据不同炎热指数等级持续的天数划分高温中暑气象等级，分为四个级别：可能发生中暑、较易发生中暑、易发生中暑、极易发生中暑，见标准中表2。（6）预报用语本标准考虑各地利用该指数进行高温中暑气象预报服务，制定高温中暑气象等级描述，包含不同高温中暑气象等级用语和提示用语，防御建议随高温中暑气象
9、等级加深逐级递进，见标准中表3。（7）标准附录介绍附录A（分位数计算方法）：分位数计算是标准正文炎热指数等级划分所涉及到的计算方法。附录A给出的是分位数比较常用的算法，以提高标准的实用性。参考文献1 Tom E C, Bosen J R. The discomfort index. Weatherwise, 1959,12: 59-60.2 夏立新. 郑州市人体舒适度预报. 河南气象, 2000, 2: 30.3 董蕙青, 黄海洪, 黄香杏, 等. 南宁市“人体舒适度”预报系统. 广西气象, 1999, 20(3): 37-40.4 陈正洪, 王祖承, 张鸿雁. 炎（闷）热指数在武汉市的试用、
10、修订及检验. 湖北气象, 2000, 3: 23-25.5 陈辉, 黄卓，田华，吴昊.高温中暑气象等级评定方法J. 应用气象学报，2009，20(4):451-457.6 GB/T 29457-2012 高温热浪等级.三、主要试验结果分析本实验中所使用的气象资料均来自国家气象业务内网数据下载，中暑资料来自中国疾病预防控制中心。1.炎热指数分级阈值特征分析从2000-2010年全国2353个国家气象站计算得到炎热指数阈值的样本数据中，得到的沈阳、北京、西安、武汉、重庆、南京、上海、杭州、福州和广州10个城市炎热指数的4个分级阈值，见图1。本标准的炎热指数可反映日最高气温经相对湿度修正后的数值。不
11、同城市由于气候背景的差异，炎热指数分级阈值有很大差异，北方城市炎热指数的各级阈值均小于南方城市相应等级的阈值。10个城市中同一炎热指数分级阈值最大差为8.1，表明对全国用统一的阈值进行炎热指数等级划分不合适。考虑到我国采用摄氏温标及实际业务工作需要，进行等级划分时对炎热指数为不同百分位值时，确定不同的日温度标准，以反映高温天气对于不同气候背景地区人们影响的程度，见标准正文表1。图1 我国10个主要城市炎热指数分级阈值分布图以上分析也进一步说明，不同地区的炎热指数等级阈值能够反映出当地高温事件持续对中暑的影响。2.高温持续时间与中暑关系分析高温持续时间的长短直接影响人体的热耐受能力，导致人容易中
12、暑。为了验证高温持续时间对人体中暑的影响，以到达炎热指数等级即开始累积天数，统计了安徽省合肥市2012年6-7 月高温过程持续期间累积平均中暑人数，以分析中暑人数随高温持续时间的变化关系，见图2。随着高温天气持续时间的延长，累积中暑人数呈明显的上升趋势。当第4天时，中暑人数有明显上升。因此，本标准在用气象指标来判定中暑是否发生时，考虑了严重中暑的发生是高温天气过程持续影响的结果，而并不是单个气象要素的瞬时影响。同时，将持续时间达4天及以上的高温过程的中暑气象等级归为同档级别。图2 高温天气持续时间与中暑人数的关系3.高温中暑气象等级效果检验为了检验预报效果，从高温中暑气象等级与中暑人数、高温中
13、暑气象等级的合理性两个方面进行检验。（1）高温中暑气象等级预报检验采用安徽省合肥市2012年6-7月的中暑人数进行验证，选取与安徽合肥国家气象站2012年6-7月实况数据回算，以此检验高温中暑气象等级预报业务中的预报能力。检验方法是将合肥市2012年6-7月日最高气温和相对湿度实况数据根据本标准正文中的炎热指数的计算公式计算得到炎热指数历史数据，随后根据标准中表1和表2，转换成高温中暑气象实况等级。逐日高温中暑气象实况等级与同期中暑人数资料进行对比（见图3，图中1，2，3，4 代表可能发生中暑、较易发生中暑、易发生中暑和极易发生中暑），高温中暑气象等级与中暑人数有着较好的相关关系。高温中暑气象
14、等级达到1级以上时，基本上都有中暑发生，且较高的高温中暑气象等级均对应中暑人数的增多。这在一定程度上说明，采用本标准进行高温中暑气象等级划分在实际预报业务中对于中暑天气能起到很好的指示作用。图3 合肥市高温中暑气象等级与中暑人数（2）高温中暑气象等级合理性检验为验证高温中暑气象等级划分的合理性，对高温中暑气象等级与日最高气温的进行比较。利用2013 年7-8 月的日最高气温和日平均相对湿度的实况资料计算了沈阳、北京、西安、武汉、重庆、南京、上海、杭州、福州和广州共10 个城市逐日高温中暑气象等级，并与当日最高气温实况进行对比。图4是两个典型城市（福州市和南京市）2013年7-8 月逐日高温中暑
15、气象等级与日最高气温实况的对比图，可以看出, 高温中暑气象等级与日最高气温有很好的对应关系。当有较高的高温中暑气象等级出现时，当日最高气温均对应每次高温过程的峰值。如南京市2013 年8月6-13日，连续8天日最高气温在38 以上, 前2日对应的高温中暑气象等级也达到3级，易发生中暑；随着高温天气的持续，高温中暑气象等级最高达到4级，极易发生中暑。又如福州市2013 年8月4-10日，连续7天日最高气温在38 以上, 前2日对应的高温中暑气象等级也达到3级，易发生中暑；随着高温天气的持续，高温中暑气象等级最高达到4级，极易发生中暑。从南京市和福州市的示例中还可以看出，高温中暑气象等级的提升相较于高温发生时间有滞后性，一般滞后1-2天。各高温中暑气象等级的出现是持续的，均对应着一段持续的高温天气过程，并且随着高温过程的持续高温中暑气象等级逐渐增大。本标准制定的高温中暑气象等级充分体现了持续的极端高温天气是导致中暑的
