步行是城市出行的基本组成部分。它连接公共交通与最终目的地,支持当地活动,并通过日常身体活动促进公共健康 [1]。随着气候变化和城市化导致热暴露加剧,行人环境的热质量日益影响步行行为、路线选择以及积极出行的可行性 [[2], [3], [4], [5]]。
室外行人环境在精细空间尺度上热异质性明显。建筑物、树木、拱廊和顶部结构产生交替的日照和阴影段,通常仅跨越几米的距离 [6]。空气温度和湿度通常在这样的距离内逐渐变化,而太阳辐射暴露可能在日光 - 阴影边界处急剧变化。因此,行人可能在单次步行旅途中经历辐射热负荷的快速变化,即使周围气象条件保持相对稳定 [7]。
先前的研究通过室外调查、热步行以及辐射和气流条件调查考察了行人热感觉 [[8], [9], [10], [11]]。尽管热舒适指数仍被广泛使用 [12,13],但即时值并不能描述过渡后的知觉轨迹。短期热体验可以通过热记忆影响后续评估,即先前暴露的影响在环境过渡后持续存在 [[14], [15], [16], [17]]。关于皮肤热感觉和个性化预测的研究进一步突出了时间性和个体间的变异性 [18,19]。因此,热感觉可能涉及初始延迟、快速变化、后续调整和稳定,同样的环境条件会根据先前暴露的不同而被感知不同。
城市形态、表面性质、植被和遮阳塑造了行人辐射暴露 [[20], [21], [22], [23], [24], [25], [26], [27], [28]],而平均辐射温度是室外热感觉的重要预测因子 [[29], [30], [31]]。瞬态响应可能随过渡方向、暴露时间和 PET 差值(此处定义为日照区 PET 减去阴影区 PET)而变化 [[32], [33], [34], [35]]。暴露历史和冷热感适应影响感知 [[36], [37], [38], [39], [40], [41]],而热预期和个体特征增加了进一步的变异性 [[42], [43], [44], [45], [46], [47], [48], [49]]。因此,在标准化方案下,考察了 PET 差值、体重指数(BMI)和性别作为反应模式归属的预测因子。
尽管取得了这些进展,仍存在两个方法学缺口。现有证据来自热步行、实地调查、实验室实验和微气候模拟 [50,51]。基于路线的研究通常将太阳辐射暴露、气流、表面温度、空间围合度和活动的变化结合在一起,使得难以区分对离散日光 - 阴影边界的响应。实验室研究提供了更大的控制力,但无法完全重现室外辐射。此外,很少有实地研究同时识别反应模式的异质性并量化过渡后的过程。因此,受控室外日光 - 阴影过渡中的反应模式、即时变化、稳定时间和最终知觉状态仍未得到充分表征。
为弥补这些缺口,本研究跨越锋利的日光 - 阴影边界进行了受控现场实验,并开发了一个用于表征和预测瞬态热响应的集成框架。其目标是:(1) 识别不同的热感觉投票(TSV)反应模式并使用替代聚类方法评估其稳健性;(2) 比较过渡方向之间的即时变化、稳定时间和稳态 TSV;(3) 评估 PET 差值、BMI 和性别是否预测被排除在模型训练之外的参与者的反应模式归属;以及 (4) 预测关键过程参数并重构瞬态 TSV 轨迹。这些分析共同表征了受控室外辐射过渡后的响应异质性和时间调整。