川西高原马尔康旅游气候舒适度分析与评价

徐仁鹏, 廖麒翔, 姜希瑞, 张明阳, 谢雨竹, 韩 琳

(成都信息工程学院大气科学学院,四川成都610225)

0 引言

随着经济发展和人民生活水平提高,旅游已成为人们生活中的必要组分[1]。游客在选择旅游目的地时主要考虑旅游地气候的宜人程度[2]。因此,旅游气候舒适度对旅游资源评价以及气候条件对旅游活动的影响等方面的研究具有重要意义。

国外早在40多年前已开展有关气候舒适度评价的研究,W.H.Terjuug[3]在1966年就提出舒适指数(Comfort Index)和风效指数(Wind Effect Index),J E Oliver[4]建立了气温-湿度指数和风寒指数,加拿大气象局还建立了舒适指数测评的标准模型(David D Houg hton.)[5]。

中国在旅游气候研究方面的研究成果大部分是建立在分区域的个案基础上。钱妙芬等[6]利用四川省金堂县1991～2000年逐日温度、湿度资料计算人体舒适度,得出该地平均每年舒适天数以及时段。钱妙芬和叶梅等[7]提出一个客观、定量的评价气候宜人度的数学模型。胡毅和朱克云等[8]对成都及附近等7个地区多年气候资源及人体舒适指数进行分级比较,得出这些地区的人体舒适指数的时间分布特征及对当地旅游的影响。马丽君等[9]在温湿指数、风寒指数和着衣指数测定的基础上,构建了综合舒适指数模型。周永明等[10]建立了旅游适宜度综合指标,得出高海拔地区旅游适宜度。

马尔康位于青藏高原南缘、四川盆地西北部,北靠阿坝、红原大草原,南与卧龙大熊猫自然保护区、小金四姑娘山紧邻。全县属高原峡谷区,地势由东北向西南逐渐降低,地面海拔在2180～5301m,属高原季风气候,具有“冬干夏湿、雨热同季、日照充足、昼夜温差大”的特点,年均气温 8℃～9℃,年降水量753mm,年均日照2000小时以上,绝对无霜期120天。主要旅游景点有:哥邻国王城遗址、广场锅庄、阿底民居、神秘的嘉绒切索神山、昌列寺。

气候是重要的旅游资源,宜人的气候是旅游的必要条件,决定了该地自然景观概貌,影响旅游的淡、旺季[11]。因此,为了更好地发展旅游事业,在对当地旅游资源做出具体规划的同时,也不能忽视对于气候资源特征的分析与评价。下面从气温、相对湿度、风速、降水等气象因子讨论并评价马尔康地区的旅游气候资源。

1 材料与方法

利用马尔康县气象站(基本站)1966～2005年间逐日站点资料,对气温、相对湿度、风速、降水等气象因子进行统计分析,并利用温湿指数[4]、风寒指数[12]、着衣指数[13]、综合舒适指数[10],对马尔康地区的旅游气候舒适度进行定量分析,确定出该地适宜旅游的天数以及季节,旨在为马尔康县旅游气候资源的全面开发与利用提供理论依据,也为旅游者安排旅游活动提供参考。

2 结果与分析

2.1 旅游气候资源评价

2.1.1 气温

气温是否适宜是外出旅游活动首先考虑的气候因子,直接影响旅游气候舒适度[14]。经统计计算得出,马尔康多年平均气温为8.86℃。由图1可知,40年来,马尔康最低年平均气温出现在1992年,为7.74℃;最高年平均气温出现在2004年,达9.95℃,两者之间相差为2.21℃;1992～2005年,年平均气温明显有一个上升的趋势,李川等[15]认为20世纪90年代以来川西高原基本形成近50a来最温暖时期。由图2可见,马尔康4～9月份的月平均气温较高,均高于年平均气温4℃左右;7月份月平均气温最高,为16.2℃;12月份月平均气温最低,为-4.6℃。从极端气温统计分析来看,就整个40a,最高日平均气温34.6℃(2002年7月16日),最低日平均气温-16.6℃(1982年12月26日);马尔康四季冬无严寒,夏无酷暑。

图1 马尔康1966～2005年年均气温变化趋势

图2 马尔康1966～2005年月平均气温变化趋势

2.1.2 相对湿度

空气相对湿度也是影响旅游的重要因子,温度和湿度的恰当组合可以形成惬意的气象环境,是影响人体舒适感的主要因子之一[16]。根据统计马尔康地区多年月平均相对湿度可知(表1),马尔康的年平均相对湿度为61%,6～10月份的月平均相对湿度均高于65%,但是由于该地最高气温月平均值仅为20℃左右,较高的相对湿度对人体影响较小。总体来看,马尔康地区的空气相对湿度让人体感觉比较舒适。

2.1.3 风速

从统计马尔康地区的多年月平均风速可看出(表1),马尔康地区的年平均风速为1.1m/s;月平均最大风速1.4m/s,出现在3月和4月;月平均最小风速0.8m/s,出现在12月。40a各月年际间风速变动在1m/s左右。整体来看,该地长年风速较小,对开展旅游活动比较有利。

2.1.4 降水

对马尔康日降水资料进行统计分析发现,40a马尔康只发生过两次暴雨(50～99.9mm)天气现象,分别出现在1983年6月和1992年5月;大暴雨及以上天数为0。由表1与表2可知,冬季月份多年平均降水天数小于5d,其他月份降水天数在10d以上,夏季降水天数最多;马尔康地区多年平均降水天数大概为150d,其中小雨(阵雨)天数为120d,中雨天数为22d,暴雨天数为3d;由此可见,马尔康地区全年出现降水天气较多。但是,马尔康地区全年出现10mm以上降水天数仅为25d,绝大部分降水天气属于小雨或阵雨天气。综上,马尔康地区虽然降水天数较多但年总降水量较小。因此,降水可能对该地区旅游活动的开展影响较小。

表1 1966～2005年各气象要素月平均值与月积累量

表2 1966～2005年不同等级降水量的降水日数

2.2 旅游气候舒适度评价

气候是构成旅游环境的重要因素,当气候各要素配合适当时,人们便会感觉到舒服,反之则感觉到不舒适。人们外出旅游,大多是选择那些气候宜人的地区和时段。由图3可以看出,马尔康地区温湿指数、风寒指数、着衣指数年内变化演变形势基本上均以7月份为对称轴的轴对称图形,根据轴对称原则,分析对称轴左侧情况后,右侧的情况可以通过对称原理得到。下面选取1月、4月、7月对各项指数的年际变化进行详细分析。

图3 温湿指数、风寒指数、着衣指数年内变化演变

2.2.1 温湿指数变化

温湿指数最初称为有效气温,是通过气温和湿度的组合反映人体与周围环境的热量交换,是人类气候感受的第一指标。其计算公式如下:

式中:THI为温湿指数,t为摄氏气温;f为相对湿度。

由图4知,40a马尔康地区1月份温湿指数基本分布在37～42,气候为寒冷或极冷,人体感觉为不舒适或极不舒适,1966～1980年温湿指数呈上升趋势,1980～2005年温湿指数年际波动较大;4月份温湿指数基本分布在50～54,气候为偏冷,人体感觉为较不舒适,温湿指数年际波动较小;7月份温湿指数基本分布在59～63,气候为清凉或凉,人体感觉为舒适或非常舒适,1966～1992年温湿指数呈波动下降趋势,1992～2005年温湿指数呈波动上升趋势。由图3知,马尔康地区温湿指数在7月份达最大值,人体感觉非常舒适;1月至7月,温湿指数逐月上升,气候由极冷转变为凉;7月至12月,温湿指数逐月降低,气候由凉转变为极冷;下半年温湿指数的月际变化幅度明显大于上半年。40a间,马尔康地区温湿指数总体变化较稳定,个别年份波动较大。

图4 1月、4月、7月温湿指数变化

2.2.2 风寒指数变化

风寒指数(WCI)表征的是不同环境下风速与气温对裸露人体的影响。其物理意义是指皮肤气温为33℃时,体表单位面积的散热量(kcal/m2·h),根据多次实验计算公式如下:

式中:WCI为风寒指数,t为摄氏气温,v为风速。

由图5可知,40年来马尔康地区各月风寒指数的变化大致上可以分为两个阶段:1966～1990年,风寒指数总体变化趋势为下降;1990～2005年,风寒指数总体变化趋势为上升,特别是7月份上升最为明显;这与图1中气温的年际变化趋势大体一致。1月份风寒指数基本分布在-675～-575,体感稍冷风;4月份风寒指数基本分布在-510～-400,体感凉风;7月份风寒指数基本分布在-350～-250,体感稍舒适风。由图3知,风寒指数在8月份达最大值,体感舒适风,体表单位面积散热量最少,人体感觉舒适;1月至8月由于气温升高,风寒指数逐月上升,由体感冷风转变为体感舒适风;8月至12月由于气温降低,风寒指数逐月下降,由体感舒适风转变为体感冷风;全年大部分月份的风寒指数在-600～-300,体感凉风。

图5 1月、4月、7月风寒指数变化

2.2.3 着衣指数变化

着衣指数是由澳大利亚学者Freitas提出的,考虑到人们通过穿衣来改变气候带来的不舒适情况,模型在实际研究中得到广泛应用。计算式如下:

式中:t为摄氏气温,单位:℃;H代表人体代谢率的75%,单位:W/m2,文中取轻活动量下的代谢率,此时H=87W/m2;a表示人体对太阳辐射的吸收情况,文中取0.06;R表示垂直阳光的单位面积土地所接收的太阳辐射,单位:W/m2;a是太阳高度角,取平均状况,设纬度为β,夏季各地太阳高度角为90-β+23°26′,冬季时各地太阳高度角为 90-β-23°26′,春秋各地太阳高度角为 90-β;v为风速,单位:m/s。

图6 1月、4月、7月着衣指数变化

由图6知,40a马尔康地区1月份着衣指数基本分布在2.35～2.55,人们需要穿较厚的外套或者毛皮衣才能抵御寒冷,年际间着衣指数波动较大;4月份着衣指数基本分布在1.5～1.75,人们需要穿着冬季常用服装,1966～1990年着衣指数呈波动上升趋势,1990～2005年着衣指数呈波动下降趋势;7月份着衣指数基本分布在1.0～1.3,人们只需穿衬衫和常用便服,1966～1988年着衣指数呈波动上升趋势,1988～2005年着衣指数呈波动下降趋势。由图3知,马尔康地区着衣指数在7月份达最低值,气温对着衣指数的变化影响最为明显;1～7月,由于气温升高,着衣指数逐月降低,人们所穿衣服厚度降低;7～12月,由于气温降低,着衣指数逐月升高,人们所穿衣服厚度也升高;下半年着衣指数的月际变化幅度明显大于上半年。

2.2.4 综合舒适指数及旅游气候舒适期变化

综合舒适指数是以温湿指数、风寒指数和着衣指数为基础,采用专家打分和层次分析法确定各分指数的权重,建立的旅游气候舒适性综合评价模型,其计算公式如下:

式中:XTHI、XWCI和XICL分别为温湿指数、风寒指数和着衣指数的分级赋值,0.6、0.3、0.1为各分指数的加权系数。其中7≤C≤9时为舒适;5≤C＜7时为较舒适;3＜C＜5时为较不舒适;1＜C≤3时为不舒适[10]。

由图7看出,3～10月的综合舒适指数均达到较舒适指标,表明这8个月均比较适合旅游;6、7、8月的综合舒适指数均在7以上,表明这3个月为马尔康全年最适宜旅游的月份。由图8知,40a舒适天数基本处于110～130天,即马尔康全年大概有1/3的天数非常适宜旅游。

1990年为舒适天数变化的一个拐点:1966～1990年,舒适天数基本在125d左右波动;1990～2005年,舒适天数呈明显波动上升趋势,舒适期延长,这可能与近年来川西高原气候变暖[15]有关。经统计计算得各月舒适天数分别为:1、2、11、12月份均为0d;3月份0.6d;10月份2.8d;4月份6.1d;9月份15.4d;5月份 16.3d;6月份23.7d;8月份27.5d;7月份28.8d;其中,6、7、8月几乎整个月都适宜旅游,5月和9月有一半的天数适宜旅游。统计40a来C≥7的开始日期和结束日期发现:开始日期最早在3月18日,最晚在5月16日,开始日期基本分布在3月28日和4月25日附近,1992～2005年连续14年开始日期一直出现在3月份以后;结束日期最早在9月10日,最晚在11月2日,出现在9月份内的基本集中在9月28日附近,出现在10月份内的各年结束日期较分散。

图7 综合舒适指数年内变化演变

图8 1966～2005年舒适天数变化趋势

3 结论与讨论

马尔康地区具有良好的旅游气候资源。该地7月份平均气温最高,为16.2℃,12月份平均气温最低,为-4.6℃,从20世纪90年代开始该地处于近40年来最暖期,气温较适宜;各月平均相对湿度在44%～78%,但由于常年气温偏低,较高的相对湿度对人体舒适度影响较小;月平均风速在0.8～1.4m/s,风速较小,非常适宜旅游;全年降水日数在155d左右,其中120d左右为小雨或阵雨,降水日数主要集中在夏季(6、7、8月);研究发现,1960～2006年川西高原的夏季降水有微弱增加的趋势[17-19]。这在一定程度上降低了马尔康地区最舒适月份(夏季)的旅游舒适度,影响游客的观景体验,但总体影响较小。

马尔康地区温湿指数和风寒指数分别在7、8月份达最大值,着衣指数在7月份达最低值,因此,人体在7月份感觉最舒适;40a马尔康地区温湿指数,风寒指数和着衣指数总体变化较稳定,个别年份波动较大。通过对综合舒适指数分析发现,马尔康全年最舒适期为6、7、8月,其中7月份舒适天数最多,几乎整个月内均适宜旅游。对马尔康地区1966～2005年全年舒适天数统计得出,该地区全年大概有1/3的天数适宜旅游,旅游适宜期和较适宜期长达8个月。马尔康与若尔盖均位于川西高原北部,经度接近,纬度相差两度左右,若尔盖海拔高度较马尔康高800m左右。彭林英等[20]研究发现,若尔盖地区舒适的月份是7月和8月,相对舒适月份为6月和9月,与马尔康地区舒适期基本相同,均适宜开展夏季避暑旅游。这与郭洁、胡毅等[21]认为川西高原可以开展夏季避暑旅游的结论一致。

研究发现1992～2005年间年平均气温明显有一个上升的趋势。1990年为舒适天数变化的一个拐点:1966～1990年,舒适天数基本在125d左右波动;1990年舒适天数达极小值;1990～2005年,舒适天数呈明显波动上升趋势。陈超等[18]研究发现,与1961～1990年相比,1991～2009年的年均气温较前一段升高了0.5℃,1961～2009年四川省的年均气温气候倾向率为0.17℃/10a,气温总体呈升高的趋势,川西高原地区增温幅度大于盆地,1990年为川西高原气温变化的一个拐点。周永明等[10]认为高海拔地区旅游适宜度,最高温度起主要作用,太阳辐射、运动强度次之,风再次之,湿度作用不大。在温湿指数,风寒指数、着衣指数的计算公式中均有气温项。因此,对于马尔康来说,气温是决定该地旅游气候舒适度的最主要气象因子。在海拔3000m以上的川西高原增温与全球气温变暖基本一致[22]。因此,全球气候变暖对马尔康地区旅游也有一定的影响。

致谢:感谢成都信息工程学院2011年校级大学生创新性实验计划资助项目(CX201101)对本文的资助

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