《Atmosphere》：Thom’s Discomfort Index Variation in the Eastern Mediterranean City of Athens, Greece: Future Trends
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本研究采用Thom不适指数（Thom’s Discomfort Index, TDI）考察希腊雅典热不适的演变。研究以历史参考时期（1976–2005年）为起点，并分析两个未来时期（2031–2060年和2071–2100年）。TDI综合空气温度与相对湿度，基
本研究采用Thom不适指数（Thom’s Discomfort Index, TDI）考察希腊雅典热不适的演变。研究以历史参考时期（1976–2005年）为起点，并分析两个未来时期（2031–2060年和2071–2100年）。TDI综合空气温度与相对湿度，基于5个EURO-CORDEX区域气候模式在RCP4.5和RCP8.5排放情景下的3小时分辨率预估结果进行计算。研究人员利用雅典国家天文台（National Observatory of Athens, NOA）参考时期观测资料对模式输出进行了偏差订正，随后将其应用于未来预估。结果表明，雅典市中心高热不适日数呈现明确上升趋势。在RCP4.5情景下，到世纪中叶，强热不适日增加21–39天，到世纪末约增加1–2个月；在高排放RCP8.5情景下，增幅更为显著，强热不适条件每年可能延长至多3个月。总体而言，预估结果显示热环境条件明显恶化，且RCP4.5与RCP8.5之间存在显著差异，凸显减排策略的关键重要性。TDI研究表明，气候变化不仅会升高气温，而且会急剧加剧体感不适与热相关风险，使一年中相当长时段转变为热不适时期。
该文发表于《Atmosphere》，聚焦东地中海气候变化热点城市雅典未来热不适演变问题。研究背景在于，全球变暖背景下，城市地区同时受到气温升高、湿度条件变化以及城市热岛效应叠加影响，人群暴露于热应激（heat stress）环境的风险显著上升。就雅典而言，既往研究已表明该地区热浪频发、热不适增强，但相关工作多基于观测资料、单次热浪事件、日尺度统计或其他复杂热舒适指数，针对未来气候条件下高时间分辨率热不适变化、日内持续性及季节再分配特征的研究仍相对不足。因此，有必要借助适用于长期气候分析的简明指标，对雅典未来热不适演变开展系统评估。
研究人员围绕Thom不适指数（TDI，一种基于气温与相对湿度表征人体热不适程度的经验指数）展开分析，旨在揭示1976–2005年历史基准期与2031–2060年、2071–2100年两个未来时期内雅典热不适的时间演化。研究结论显示，无论在中等排放情景RCP4.5还是高排放情景RCP8.5下，雅典未来热不适均显著加剧，且高排放路径下恶化最为剧烈。高热不适日不仅数量增加，而且从原本主要局限于7–8月的短时夏季现象，逐渐演变为可从晚春延伸至初秋的持续性季节性风险。研究的重要意义在于，结果为地中海城市热健康预警、城市热缓解与气候适应规划提供了具有区域模式支撑的定量证据，也进一步说明温度升高并非唯一风险来源，体感热不适及其健康负担会因温湿耦合作用而被非线性放大。
在技术方法上，作者主要采用5组EURO-CORDEX区域气候模式（RCM）与全球气候模式（GCM）组合的3小时气温和相对湿度预估数据，覆盖1976–2005年、2031–2060年和2071–2100年三个30年时期，并设置RCP4.5与RCP8.5两种情景。以雅典国家天文台（NOA）Thissio站历史观测资料为基准，利用专门的FORTRAN程序对模式输出实施偏差订正。随后依据TDI公式计算各时次热不适水平，并从日、月、季节、年及年代际多个尺度开展统计分析。样本资料来源包括EURO-CORDEX模式集合和NOA地面观测档案。
在研究结果部分，论文首先通过“Classification of Thermal Discomfort Conditions”表明，未来雅典最危险的TDI高值类别，即24 ≤ TDI < 27 °C、27 ≤ TDI < 29 °C和TDI ≥ 29 °C，对应日数在全部模式和情景中均系统性上升。历史时期内，24 ≤ TDI < 27 °C约占全年16%，而TDI ≥ 27 °C的高不适日极少。到2031–2060年，两类情景下中度不适日进一步增加，高不适和极高不适日较历史期大致翻倍。到2071–2100年，RCP4.5下24 ≤ TDI < 27 °C已成为主要不适类型，RCP8.5下TDI ≥ 27 °C可占全年13%–18%，其中TDI ≥ 29 °C在部分模式中可达到全年约9%，显示极端热不适将由罕见事件转向常见现象。
在“Monthly and Seasonal Distribution of Thermal Discomfort”部分，作者按月分析5–9月热不适类别的变化，结果显示未来热风险在持续时间和强度上均明显扩展。历史时期中，24 ≤ TDI < 27 °C主要控制夏季，高不适日主要限于7–8月，TDI ≥ 29 °C几乎为零。未来在RCP4.5下，27 ≤ TDI < 29 °C已由盛夏扩展至6月和9月；在RCP8.5下，6月和9月危险热不适频率进一步抬升，而到世纪末7–8月TDI ≥ 27 °C可达35%–58%，TDI ≥ 29 °C可达12%–43%。这一结果说明雅典暖季将整体向高热不适状态迁移，危险热应激由短暂夏季峰值转变为贯穿更长季节的长期威胁。
在“Distribution of Thermal Discomfort Indices per Day—Thermal Stress Calendars”部分，作者构建了热应激日历，用每日最大TDI值对每一天进行分类。结果显示，历史时期高不适日零散分布于7–8月，而到2031–2060年，尤其在RCP8.5情景下，高不适日的频率和持续时间显著增加，并从6月中旬延伸至9月中旬。到2071–2100年，RCP8.5下“所有人都感到严重应激”的日数以及更高风险日数在夏季占主导，且可延伸至初秋，部分模式甚至出现“医疗紧急状态”等级的日子。该结果通过日历化表达揭示出高热不适发生期提前并滞后结束，意味着全年安全热环境时段明显压缩。
在“Monthly Frequency of High Thermal Discomfort Days”部分，研究考察了每月TDI ≥ 27 °C日数及更高阈值异常月的出现。历史时期这类日子主要集中于7月和8月，6月和9月仅零星出现。2031–2060年RCP4.5下，7–8月高不适日稳步增多，且6月、9月亦明显增加；RCP8.5下恶化更强，TDI ≥ 29 °C出现更频繁，并开始出现TDI ≥ 32 °C日。2071–2100年尤其在RCP8.5情景下，7–8月平均可有25–30天满足TDI ≥ 27 °C，几乎接近整月持续不适，6月和9月也分别达到较高频次。该部分结果说明高热不适期将由过去约2个月扩展为未来3–4个月，连续性热暴露风险显著增大。
在“Statistical Distribution of Meteorological and Discomfort Variables”部分，作者通过箱线图统计TDI ≥ 27 °C日数的分布，发现其四分位距（IQR）从历史期的6.75–14.25逐步扩大，到2031–2060年增至9.75–18.0，并在世纪末RCP8.5下达到26.25。论文据此指出，尽管相对湿度变化幅度较小，但气温升高及其变率扩大会通过TDI的非线性结构显著放大热不适日的波动和极端性。由此可见，未来热应激风险不仅体现为平均变暖，也体现为日际不稳定性增强背景下更加持久和剧烈的生理热负荷。
在“Intensification of Severe Thermal Discomfort Days”部分，论文进一步聚焦27 ≤ TDI < 29 °C与TDI ≥ 29 °C两类最严重热不适日。历史期内，前者约为11–18天/年，后者几乎不存在。到2031–2060年，RCP4.5下27 ≤ TDI < 29 °C增至约34–45天/年，TDI ≥ 29 °C开始出现；RCP8.5下增幅更高。到2071–2100年，RCP4.5下前者约42–59天/年，后者约5–17天/年；RCP8.5下，高风险日可超过50–60天/年，极端不适日最高可达62天/年，意味着每年可有超过两个月处于极端热应激之中。不同模式在增幅上存在差异，其中IPSL和MOHC普遍给出更高的未来风险，但所有模式在趋势方向上高度一致。
讨论部分指出，本研究最核心的认识是：雅典在21世纪将从“偶发夏季热不适”逐步转向“结构性、持续性热应激”气候状态。这种转变在RCP8.5情景下最为显著，反映出地中海城市对区域变暖的高度脆弱性。研究还强调，未来热不适主要由气温显著升高驱动，而相对湿度长期变化相对有限；但由于TDI对温湿组合响应具有非线性，温度的中等幅度上升也可造成体感不适的大幅增强。论文同时指出，未来最显著的变化之一是热不适的季节重分配：由传统上集中在7–8月，扩展为从晚春持续到初秋，从而增加老年人、户外劳动者和基础疾病人群的累积热暴露负担。尽管模式之间存在定量差异，但对未来热不适显著增强这一结论具有一致性。作者亦说明了TDI作为经验指数的局限，即未显式纳入风速、太阳辐射、着装热阻和代谢活动等因素，但其简洁性和与长期观测、区域模式输出的兼容性，使其仍适用于长期气候变化背景下的区域热不适评估。论文进一步指出，这些变化将对公共卫生、城市可持续性、建筑制冷需求和能源系统构成压力，因此有必要推进城市热岛缓解、绿色基础设施扩展、自然通风改善、热健康预警系统建设以及气候响应型城市与建筑规划。
研究结论部分可译述如下：本研究基于高时间分辨率区域气候预估，利用TDI对希腊雅典未来热不适条件进行了综合评估。采用多模式方法并结合NOA历史资料进行站点特异性偏差订正，保证了模拟结果在物理上具有一致性，并对雅典城市环境具有地方敏感性。结果在所有分析情景下均显示出热应激持续增强的清晰且稳健的信号，表明在持续气候变化背景下，该城市热环境格局正发生根本性转变。历史参考期（1976–2005年）中，雅典热不适总体上仍属阶段性事件，主要局限于夏季核心月份，严重和极端条件较少出现；然而未来预估表明，热不适的发生频率与持续性都将显著增加。到世纪中叶，中度和高度不适日明显增多；到世纪末，特别是在高排放RCP8.5情景下，严重和极端热不适将成为暖季反复出现的特征。在若干模式模拟中，与极高热应激及升高的热健康风险阈值相关的日子将频繁出现，显示热相关风险显著升级。分析还表明，未来热不适不仅由平均气温上升驱动，也受到气温变率增加的强烈放大，这种放大通过TDI非线性地表现出来。热不适的季节与月尺度再分配说明，热应激期将由晚春延伸至初秋，使城市人口更长时间暴露于危险热环境中。总体而言，雅典很可能从以偶发热应激事件为特征的气候，转变为持续且结构性反复出现热不适的城市环境。这一变化将对公共卫生、能源需求、户外活动和整体城市宜居性构成严峻挑战。研究结果强调，尤其在温室气体持续高排放情景下，亟需采取有针对性的适应策略，包括热健康预警系统、城市热缓解措施以及气候韧性城市规划。通过提供一致且具有物理可解释性的热不适评估框架，本研究为地中海城市及其他面临气候变化下热应激上升地区的气候适应规划提供了重要证据。
