热浪环境下行人动态热暴露的生理响应机制与城市热韧性提升策略

这篇研究通过15名志愿者的通勤模拟实验，揭示了热浪条件下动态热暴露（交替遮荫/阳光）对人体热生理（皮肤温度、核心温度）的影响机制，验证了现有"皮肤温度-热感觉"模型(TSV)在高温环境中的局限性，提出了基于回归分析的热生理参数变化规律，为开发新型热环境评价指标（如UTCI、PET优化）和可持续城市设计提供了关键理论支撑。

　　

Highlight

热浪期间行人动态热暴露的生理响应特征

Experimental design

实验选址广州天河区天元路（北纬22°26′-23°56′），该区域作为典型高密度城市代表，通过控制道路变量（人为热排放、街道宽高比）确保数据可靠性。15名受试者在3种乔木（M.alba、K.senegalensis、F.coucinna）遮荫下进行往返行走实验，同步采集皮肤温度（7点测量法）、核心温度（肛温探头）及热感觉投票(TSV)。

Characteristics of variable thermal exposure on pavements

乔木遮荫效率(EI≥1时)在上午(9:00-10:30)能完全阻隔热辐射(MRT降低达60W/m²)，但下午(17:00-18:30)因太阳高度角变化导致遮荫破碎化(EI=0.3-0.8)。动态暴露使皮肤温度波动幅度达2.3°C/min，核心温度累积上升速率比持续暴露组低18%。

The current challenges of thermal environment assessment models

尽管平均皮肤温度与TSV存在显著相关性(R²=0.47)，但非线性关系表明传统"皮肤温度-热感觉"模型在高代谢活动(1.2-1.4MET)时失效。等效生理模型(UTCI/PET)对辐射-风速协同效应的预测偏差超过15%，需整合核心温度参数建立动态评估体系。

Conclusions

研究证实动态遮荫可将人体热耐受阈值提升2°C，但现有热指标(如PET)未能体现瞬态生理响应。未来需开发融合多生理参数(皮肤/核心温度变化率)的"生物气象学-建筑学"跨学科模型，这对降低热浪期间行人健康风险具有重要实践价值。