临安市山地气候旅游资源时空分布特征

王国新，杨晓娜，苏 飞

临安市山地气候旅游资源时空分布特征

王国新，杨晓娜，苏 飞

根据15个气象站点所观测的2012年气候资料，采用温湿指数、风效指数、气温垂直递减率和拉普拉斯压高方程等分析了浙江省临安市山地气候旅游资源时空分布特征。结果表明：时间上，按照12个月的气候特征差异，将气候旅游资源划分为3种类型即山地休疗型（4-6月和9-10月）、避暑消夏型（7-8月）和冰雪运动型（11-3月）；空间上，3类气候旅游资源主要分布在北部窑头山、天目山，西北部清凉峰和西南部大明山、青山殿等区域。最后，通过地理信息系统（GIS）空间叠加分类综合评价了临安市山地气候旅游资源状况：海拔621 m以下不适宜3类山地旅游活动开展，海拔621～800 m适合冬季冰雪（人工）旅游活动开展；海拔800～975 m适合春秋季山地休疗活动且南坡向也可进行冬季冰雪（人工）旅游活动，海拔975 m及以上即能满足多种气候旅游活动。图6表4参33

山地气候；气候舒适度；气温垂直递减率；时空分布；临安市

旅游活动的开展离不开气象气候条件［1］。因海拔和地形影响而形成的山地气候，对人体具有一定的医疗保健作用［2］。随着城市化进程加速，人类活动加剧了全球气候变暖，影响了旅游消费需求趋向。例如，长江中下游地区≥0℃和≥10℃的积温及持续天数普遍增加，导致浙江省旅游流发生了季节性变化，越来越多的游客倾向于选择 “山水线”［3-4］。中国山地气候资源分布广泛，研究和分析山地气候旅游资源时空分布特征有利于合理开发宝贵的山地旅游资源，更好地满足旅游客的需求。山地气候资源的小气候特征明显，受影响因素较多，表现为很强的时空分布的不确定性，是国内外气候与旅游界研究焦点问题之一［5-8］。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第5次评估报告指出，气候变化将带来全球平均气温升高，而在此背景下平均降水量的变化将会出现显著空间差异，21世纪末中纬度和副热带干旱地区平均降水将可能较少，而许多中纬度湿润地区的平均降水可能增加［9］。气温和降水均是影响山地气候的因素之一，也必将加剧山地旅游资源的时空演变。Daniel等［10］以加拿大沃特顿湖国家公园为例，从定量和定性2个方面研究了气候变化对游客量的影响。Bas等［11］构建旅游气候指数（tourism climate index，TCI）评价了气候变化对澳大利亚旅游舒适度时空演变的推进，理想气候条件将向南转移，与此同时，北方气候吸引力下降。此外，气候还将影响旅游资源的垂直分布。低海拔地区与中高海拔地区相比更易受气候湿热影响而发生洪涝灾害等［12-13］，但高海拔地区仍具有舒适气候环境的优势［14］。相比国外研究，中国学者也开始对气候变化对旅游资源分布影响进行了一些探索和研究，如通过旅游气候舒适度（温湿指数ITH）对目的地适游期进行季节性划分［15］，从横向比较层面得出气候旅游资源区域格局［16］，或借助地理理信息系统（GIS）空间技术分析气候舒适度时空分布特征［17-18］等。总体来看，中国在此领域的研究多数局限于定性描述或旅游气候舒适度单方面进行评价和分析［15-20］，对海拔高度、地形因素等多个变量对气候旅游资源时空分布的影响研究不多。因此，本研究以气候差异性为基础，并将它视为旅游资源，借鉴前人成果将它划分为山地休疗型、避暑消夏型和冰雪运动型［15,19］。尝试将 “人造雪”雪线高度和拉普拉斯压高公式引入到山地气候旅游资源的垂直测定和区域类型划分上，并以浙江省临安市为例，研究中国南方独特地域条件下山地气候旅游资源时空分布格局。

1 研究区概况和数据来源

1.1 研究区概况

浙江省临安市位于浙江省西北部天目山区，界于29°56′～30°23′N和118°51′～119°52′E的中纬度地区，总面积为3 126.8 km2。地势自西北向东南倾斜，北、西、南3面环山，向东呈蹄形开口，属杭州山地南、北两支主干山北支的天目山、白际山及与之直交的昱岭山系；境内海拔高差达1 770 m，西北、西南部山区平均海拔在1 000 m以上，其中，境西北最高点清凉峰海拔为1 787 m，境东最低点海拔仅为9 m。

临安市属中亚热带季风气候区，温暖湿润，四季分明，具有春多雨，夏湿热，秋气爽，冬干冷，山地立体气候效应十分明显的气候特征。根据临安市气象局1981-2010年资料显示，该域年平均气温为16.2℃，四季平均气温分别为15.7，26.5，17.7，5.6℃［14］，垂直地带年温差为7.0℃。全年日照时数为1 847.3 h，年平均降水量为1 463.6 mm，年平均无霜期为241.0 d，雨日160.0 d，积雪天数11.3 d，最大积雪深度为36.0 cm，森林覆盖率达76.5%。根据中文百科在线资料显示，临安市境内山地有中山（海拔＞1 000 m）面积占5.4%，中低山（海拔800～1 000 m）占8.8%，低山（海拔500～800 m）占18.3%，山地资源尤为丰富。

1.2 数据来源

气象数据来源于临安市境内15个中尺度气象站（昌化、双石、大气站、临安站、於潜、清凉峰、天目山、青山殿、老殿、大明山、青山湖、千洪、寺前、岛石、板桥）数据，气象要素包括气温、相对湿度、气压、风速等，资料时间为2012年1月1日至12月31日，数字高程模型（DEM）数据由临安市旅游局提供。文中涉及气候舒适度的指标值取逐日气象资料的月平均值进行计算；部分缺失数据（比如，清凉峰1-4月数据缺失）根据现有站点之间的分布情况，取其插值；而各个指数与海拔高度之间的关系选定昌化气象站点（海拔168.5 m，地处临安腹地）为基准测站，以其标高为参考，进行研究和计算。

2 研究方法

采用气候舒适度、 “人造雪”雪线高度和拉普拉斯压高方程的模型分别对山地休疗型、避暑消夏型和冰雪运动型旅游资源等的适宜开发期及空间分布范围进行分析和探讨。其中，山地休疗型旅游资源是依托山地资源，以休疗为主要目的，达到吸引游客前来休闲度假的一种旅游资源；避暑消夏型旅游资源是因其特殊的海拔高度和自然环境使得气温、相对湿度达到人体舒适状态，可以满足游客在夏季炎热时期纳凉、休闲的旅游资源；冰雪运动型旅游资源借助冬季山区与地面气温之间的差异，可以为游客提供滑雪条件的旅游资源。首先以旅游气候舒适度划分3种类型旅游资源的适宜开发期，其次通过气温垂直递减率、 “人造雪”雪线高度和拉普拉斯压高方程等分别确定3种类型旅游资源的空间分布范围。

2.1 气候舒适度

舒适的气候是一个区域重要的山地休闲度假旅游资源。气候舒适度从气象角度来讲是人体在不同气候条件下不借助任何避暑消寒措施而保证生理过程正常进行的气候条件［21］，主要受气温、相对湿度和风速等3个因素的制约。有关气候舒适度的计算模型较多［17－18,22－25］，本研究采用目前较为常用的温湿指数ITH（temperature humidity index）和风效指数K（wind effect index）评价山地气候舒适度。

2.1.1 温湿指数［19］温湿指数由20世纪20年代英国学者Houghton和Yaglou提出的有效温度演变而来，即人体在温度和湿度综合作用下所产生的热感觉。其计算公式为：

式（1）中：ITH为温湿指数（℃），T为气温（℃），f为相对湿度（%）。通常来说，气温适中，相对湿度变化对人体体感舒适度影响较小；气温较高或较低，则影响较大［26］。

2.1.2 风效指数［27］由Oliver于提出，表示不同环境下气温与风速对裸露人体的影响。其物理意义是皮肤温度为33℃时，体表单位面积的散热量（W·m－2）。其计算公式为：

式（2）中：K为风效指数（W·m－2），v为风速（m·s－1）, T为气温 （℃）。通常，人体体感舒适度、较舒适、不舒适等指标值划分标准如下（表1）。

2.2 “人造雪”雪线高度

南方高山地带寒冷的气候成为开展冰雪运动旅游项目的重要资源。雪线是界定这种气候资源的标志线。其先决条件为月平均气温低于0℃［28］，而气温分布受到纬度、海拔高度、地形等多个环境要素的影响。本研究以临安市人工造雪雪线高度环境要求为准，仅考虑影响气温分布权重最大的海拔高度和山地坡向（纬度忽略不计）。其计算公式为［29］： T＝T0－γh（z－z0）。即：

表1 气候舒适度指标值［19］Table 1 The climatic comfort index

式（3）中：T0和T分别为基准测站气温和0℃气温，z0和z分别为基准测站海拔高度和雪线高度（m），γh为山地气温直减率。

根据气象部门资料，临安市昱岭山东侧气温垂直递减率如下表2所示。

2.3 拉普拉斯压高方程［30］

拉普拉斯压高方程表征的是较大垂直范围内气压随海拔高度变化的规律［31］。其计算公式为：

式（4）中：α＝1/273，Tm=（T+T0）/2。T0，z，p0分别为基准测站z0的气温、海拔高度、气压；T，p分别为海拔高度z的气温、气压。将式（3）代入式（4）得：

表2 临安市昱岭山东侧气温垂直递减率Table 2 Vertical lapse rates ofair temperature at east Mount Yuling of Lin’an City

根据医疗气象学研究， “高光、低压、适温”的山地气候环境对各种人体疾病有一定缓解作用［2］。海平面标准大气压中的氧分压为212 hPa，并随海拔高度的升高逐渐降低，而人体一般只能适应氧分压20%的减少量，即当氧分压低于167 hPa指标值（一般1 500 m是人体生理功能发生影响的临界高度）时，就有可能因一时血氧不足（失调）而出现头痛乏力、恶心呕吐等不适症状。因此，考虑上限大气压是选择一定的海拔高度和合理利用山地气候旅游资源的有效途径。

3 结果与分析

3.1 旅游气候适游期

根据临安市内15个气象观测站所提供2012年逐日气象资料，并取其月平均值代入式（1）式（2）综合评价其各月份气候舒适度（表3）。结果显示：5月和9月ITH和K值均显示舒适，气候最为适宜，最适合春秋季山地休疗旅游活动；7-8月ITH和K值显示热或偏热，人体感觉闷热不舒适，但随着海拔高度的增加，气温降低、风速增大，可根据不同山地海拔高度的气候舒适度，开展避暑消夏旅游活动；11-3 月ITH和K值显示冷或偏冷，人体感觉极不舒适，不适宜旅游活动，但根据气温与海拔呈反比的关系，可计算雪线高度，利用冬季特殊的寒冷气候开展冰雪旅游活动，如滑雪、冰灯等只有在低温环境下才能保证进行；4月、6月、10月，ITH值显示舒适而K值显示偏冷，气候较为适宜，适合春秋季山地休疗旅游活动［20］。

表3 临安市气候舒适度Table 3 Climatic comfort index of in Mount Qingliangfeng of Lin’an City

3.2 盛夏时期（以7－8月为准）不同海拔高度的气候舒适度

以浙江省临安市昌化气象观测站点为基准测站，其海拔高度为168.5 m，盛夏时期平均温度为28.2℃，平均相对湿度为74.9%，平均风速为1.35 m·s-1，南坡向和北坡向气温垂直递减率分别为0.53和0.41。通过分析温湿指数与海拔之间的关系，风效指数与海拔之间的关系，结合现状海拔上限1 787 m，采用叠加方法推算出盛夏时期气候舒适范围内的海拔高度变化为：南坡向975～1 787 m，北坡向1 196～1 787 m。

3.2.1 温湿指数与海拔之间的关系 将已知基准测站的海拔高度、气温、相对湿度、风速、气温垂直递减率等，代入式（1）和式（3）得温湿指数与海拔之间的关系（图1）：南坡向ITH=27.06-0.004 6z；北坡向ITH=26.89-0.003 5z，以ITH=17.0和ITH=25.0所对应的海拔高度为阈值。结果显示：温湿指数与海拔呈负线性相关，在温湿指数体感舒适范围内南坡向和北坡向的海拔高度分别为448～2 200 m和540～2 800 m。

图1 盛夏时期温湿指数与海拔之间的关系Figure 1 Relationship between thermal humidity index and altitude in midsummer

3.2.2 风效指数与海拔之间的关系 根据风切变指数 （表征风速垂直变化的主要特征量之一），风速与海拔之间的幂指数公式为：其中v为推算高度处的海拔高度，v0为已知高度z0处的平均风速，m为稳定指数参数0.16［32］。将已知基准测站海拔高度、平均风速、气温、气温垂直递减率等代入式（2）式（3）和上述幂指数公式得风效指数与海拔之间的关系（图2）。

以K=232.60和K=348.90所对应的海拔高度为阈值。结果显示：风效指数与海拔呈近乎正线性相关，且在风效指数体感舒适范围内南坡向和北坡向的海拔高度分别为975～1 777 m和1 196～2 223 m。

图2 盛夏时期风效指数与海拔之间的关系Figure 2 Relationship between wind effect index and altitude in midsummer

3.3 “人造雪”雪线高度

将先决条件0℃，已知昌化基准测站海拔高度168.5 m，代入式（3）得基准测站气温与雪线高度的线性关系（图3）：南坡向，z=T0/0.005 3＋168.5；北坡向，z=T0/0.004 1＋168.5。根据已知11-3月气温资料，计算各月的旬平均气温，在此基础上推导出具体人造雪 “雪线高度”（表4）。结果显示：冬季南坡向和北坡向的雪线高度随着基准测站气温的升高而升高，且变化范围分别为621～2 602 m和754～3 315 m，但受到目前海拔上限1 787 m的限制，该范围调整为南坡向621～1 787 m，北坡向，754～1 787 m。

图3 基准测站气温与 “人造雪”雪线高度之间的关系Figure 3 Relationship between base-station temperature and snow line

3.4 山地休疗最佳海拔范围

根据以上研究适合山地休疗的最佳月份为4-6月、9-10月。该时间环境下，基准测站昌化的平均气压为995.5 hPa，平均气温为20.5℃，海拔高度为168.5 m，代入式（5）得气压与海拔之间的关系

3.5 临安市山地气候旅游资源空间分布

临安市山地气候旅游资源按照气候舒适度分为3类：山地休疗型、避暑消夏型和冰雪运动型，根据3种不同类型的海拔要求范围，利用临安市数字高程模型（DEM）资料和地理信息系统ArcGIS 10.0的空间制图功能，分别表示出不同气候旅游资源类型的空间分布（图5）。结果表明：①3类气候旅游资源均主要分布于北部窑头山、天目山，西北部清凉峰和西南部大明山、青山殿等区域；②图5A和5C显示，适于山地休疗和冰雪运动的海拔高度处于中、低山系，而满足夏季避暑消夏活动的海拔高度主要处于中山地区（图5B）；③适于3类气候旅游活动的山地面积：冰雪运动＞山地休疗＞避暑消夏，由此可以看出临安市冬季冰雪旅游资源具有极大开发潜力，然而目前境内及区域交界处仅有大明山高山滑雪场（海拔1 100 m）和天目山东麓的江南天池滑雪场（海拔800 m）。因此，如何充分利用本域独特气候资源将是未来临安旅游业发展的一个新思路。

考虑到气候旅游资源的空间分布整体性特点，根据3种类型气候旅游资源空间分布特征：适宜区（北）、适宜区（南）和其他，分别赋值为3，2，1，其中山地休疗因不涉及南北坡向故赋值为1（适宜区）和0（其他）。通过GIS空间叠加分类将重叠部分数值相加，即得到2（1＋1＋0）～7（3＋3＋1）值域的临安市山地气候旅游资源总体空间分布（图6），其中 “2”为3类气候旅游资源的最小赋值相加，代表不适宜3类气候旅旅游活动开展区域，海拔约为621 m以下； “3”代表冰雪运动区域，海拔为621～800 m；“4”代表冰雪运动（南坡向）和山地休疗区域，海拔为800～975 m； “5～7”代表3类旅游活动均可开展的区域，海拔为975 m以上。

表4 临安市11－3月南坡和北坡 “人造雪”雪线高度Table 4 Artificial snow-making line of southern and northern slopes in Lin’an from November to March

图4 气压与海拔之间的关系Figure 4 Relationship between atmospheric pressure and altitude

图5 临安市3类气候旅游资源空间分布Figure 5 Spatial distribution of three kinds of mountain climate tourism resources in Lin’an City

4 结论与讨论

4.1 结论

以临安市为例，借鉴前人研究成果，采用温湿指数、风效指数、气温垂直递减率和拉普拉斯压高方程等分析了临安市山地气候旅游资源时空分布特征。研究结果表明：①时间上，2012年各个月份气候舒适度差异明显，其中4-6月和9-10月气候适宜，7-8月为盛夏炎热时期，而根据ITH和K值显示冬季气候寒冷时期是11-3月。据此，将山地气候旅游资源划分为3种类型即山地休疗型、避暑消夏型和冰雪运动型。②空间上，增加气温垂直递减率和拉普拉斯压高方程模型，通过分析发现海拔800～1 600 m适宜山地休疗旅游活动开展，到了盛夏时期，气温随海拔高度的增加而降低且风速增大，达到人体体感舒适范围内的海拔高度为975～1 787 m（南坡向）、1 196～1 787 m（北坡向），是人们避暑消夏的最佳选择，而冬季气候寒冷，在海拔621～1 787 m（南坡向）、754～1 787 m（北坡向）适合开展冬季冰雪运动。③根据GIS空间分析显示，临安市气候旅游资源主要分布于境内以南北两支山脉（天目山脉和昱岭山脉）为主的窑头山、天目山、清凉峰、大明山、青山殿等区域；且适于3类气候旅游活动的山地面积：冰雪运动＞山地休疗＞避暑消夏。由此可以看出：临安市冬季冰雪旅游资源具有极大开发潜力。通过综合叠加分类发现，海拔621 m以下不具备山地气候旅游资源条件，而海拔621～800 m仅适合开展冬季冰雪运动，海拔800～975 m是冰雪运动（南坡向）和山地休疗活动的选择区域，海拔975 m以上气候旅游资源丰富可以满足多种气候旅游活动条件需求。

4.2 讨论

总体而言，临安市山地气候旅游资源丰富，可满足多种旅游活动需求。从其气候特点和处于长三角都市圈副中心市场区位条件来看该域具有极大的冰雪旅游开发潜力。

由于山地地形的复杂性和小气候环境的多变性，本研究在气象要素选取和考虑方面存在一定的局限性。此外，基于舒适度的气候旅游资源评价仅采用了2012年的气象数据资料，相较于长期数据来说该计算结果仍存在不足。因此，如何借鉴目前部分学者运用土地质量数据文件——地理信息系统（RI-GIS）模型以面带点更科学地分析山地气候旅游资源空间分布特点和从地形地貌、天气气候、生态环境、市场区位等多方面评价临安市冬季人造滑雪场选址条件需求，将是进一步深入研究的方向。

图6 临安市山地气候旅游资源空间分布Figure 6 Spatial distribution of mountain climate tourism resources in Lin’an City

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Spatial-temporal distribution of mountain-climate tourism resources in Lin’an,China

WANG Guoxin,YANG Xiaona,SU Fei
（School of Tourism and City Administation,Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310018,Zhejiang,China）

Climatic data representing Lin’an City in Zhejiang Province was collected in 2012 from 15 meteorological stations.Data was analyzed and evaluated for spatial and temporal distribution characteristics of mountain-climate tourism resources using temperature humidity index（THI）,wind effect index（K）,lapse-rate of air temperature,and a high pressure equation.Then using a spatial overlay classification from GIS,the spatial and temporal distribution characteristics of mountain-climate resources were determined.Results showed that 1）for a mountain climate the most comfortable time for tourist rest and recreation was from April to June and September to October at an altitude of 800-1 600 m.Meanwhile,July and August were relatively hot,so tourists could escape the heat at altitudes of 975-1 787 m for south facing slopes and 1 196-1 787 m for north facing slopes.November to March was the cold-winter-months period and was more suitable for skiing at altitudes of 621-1 787 m for north-facing slopes and 754-1 787 m for south-facing slopes.2）Considering spatial distribution,tourism resources for the mountain-climate in Lin’an were mainly distributed over the middle and lower mountain areas,such as Yaotou,Tianmu,and Daming Mountains.3）The spatial overlay classification from GIS showed no obvious mountain-climate characteristics in Lin’an below 621 meters.In a word,it will be convenient for us to emphasize the elevation factor and take advantage of its superior characteristics in the development process of mountain-climate resources.［Ch,6 fig.4 tab.33 ref.］

mountain climate;climate comfort index;lapse rate;spatial-temporal distribution;Lin’an City

S716；F592.99

A

2095-0756（2015）02-0298-10

（浙江工商大学 旅游与城市管理学院，浙江 杭州 310018）

浙 江 农 林 大 学 学 报，2015，32（2）：298-307

Journal of Zhejiang A＆F University

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.02.018

2014-07-02；

2014-11-10

浙江省自然科学基金资助项目（LY12D01004）；浙江省新苗人才计划项目；浙江工商大学科研创新基金项目（1040XJ513023）；浙江省高校人文社科重点研究基地资助项目（JYTyyjj20130105）

王国新，副教授，从事生态旅游、旅游规划与区域经济。E-mail：gxwang02@126.com。通信作者：杨晓娜，从事旅游规划与管理研究。E-mail：xnyang2012@163.com