洞头旅游气候宜人度评价研究

吴舒婷 司波 吴志坤 李苗苗 江晓燕

(1.洞头区气象局，浙江 洞头 325700；2.瑞安市气象局，浙江 瑞安 325200； 3.温州市洞头区风景与旅游发展委员会，浙江 洞头 325700)

洞头旅游气候宜人度评价研究

吴舒婷1司波2吴志坤1李苗苗1江晓燕3

(1.洞头区气象局，浙江 洞头 325700；2.瑞安市气象局，浙江 瑞安 325200； 3.温州市洞头区风景与旅游发展委员会，浙江 洞头 325700)

利用洞头1986—2015年的旬平均相关资料和2014年6月—2016年5月的大气颗粒物PM10、PM2.5、PM1.0观测数据，提出一个较客观、定量的评价洞头气候宜人度的数学模型，求出洞头本地气候宜人度指数，可以较全面客观地评估气象要素和空气清洁度对洞头旅游活动的影响。全年累计有13旬最适宜旅游，分别是4月上旬—5月下旬和10月上旬—12月上旬。从夏季温湿分指数来看，洞头在4以下，感觉湿热，较不适宜旅游，但与其他地方相比，洞头常年无高温日数(日最高气温≥35 ℃)，且常年空气质量优良，风冷分指数低等直接提高了夏季洞头旅游宜人度。另，非气象要素如暑假、小长假对洞头游客数量同样有着较大的影响。

洞头旅游；气候宜人度；舒适指数；清洁指数

0 引 言

天气与气候是影响人们户外旅游活动的重要环境因素。有关气候舒适度评价研究已有近50年的历史[1]。随着经济的发展和人们对环境质量要求的提高，气候舒适性评价日益受到重视，许多学者对此进行了研究[2-6]。在海岛旅游气候舒适度研究方面，范业正和郭来喜[7]利用气温、风速、相对湿度和日照时数的多年月平均值等指标，对25个海滨城市和12个近岸岛屿的气候适宜性进行了系统分析。陈胜军等[8]分别利用体感指数、风冷力指数和宜人度指数对浙江海岛适宜旅游时段进行了研究，提出了“宜人频率”的概念。姜纪红等[9]采用温湿指数、风效指数和着衣指数指标，对浙江省各地区各月旅游气候舒适度进行了分析。

温州市洞头区是全国12个海岛县之一，属于中亚热带海洋性季风气候区。冬无严寒，夏少酷暑，全年光照充足，雨水丰沛，温暖湿润。随着人们生活水平的不断提高，追求精神享受的潮流愈加明显，洞头是一个全国4A级景区，也是浙江省首个通过审批的国家级海洋公园。自同城以来，为加快发展，建设“海上花园”，打造国际性旅游休闲岛，已成为温州地区休闲旅游的好去处。本文试图提出一个较客观、定量的评价气候宜人度的数学模型，综合描述气压、气温、风速、日照、降水、雾日、相对湿度和大气污染物浓度等诸多气象要素对气候宜人程度的影响，作为一个较客观、科学、实用的判据服务于旅游资源开发、淡旺季出现规律和旅游导向，为今后洞头区气象部门预报海岛旅游指数提供一定的参考依据。

1 气候宜人度评价模型建立

1.1 气候宜人度数学模型

气候宜人度评价的数学模型是将各气候要素及大气污染状况在标准评分曲线图上转化成反映气候舒适、大气清洁程度的指数，然后再对这些指数进行分级，再求几何平均，即[10]：

其中CP、CI、HI分别是气候宜人度、舒适指数和清洁指数；C1、C2…Cn分别是各气候要素的舒适分指数；H1、H2…Hm是反映环境大气清洁程度的清洁分指数。其中n、m分别是表征气候舒适，清洁状况的指数个数。气候宜人度CI计算模型是[11]：

CI=0.13C1+0.36C2+0.26C3+0.25C4

C2=0.44C5+0.42C6+0.14C7

其中CI为舒适指数，C1、C2、C3、C4分别表示气压、晴朗、温湿、风冷力的宜人度分指数，C5、C6、C7是用来计算晴朗舒适指数的分指数，分别代表日照、降水、雾的舒适分指数；各项指数前的系数是该指数气候要素的权重，是依据人们对不同气候要素的重视程度，然后利用德尔菲法获得的[11]。

各个舒适分指数和清洁分指数的值均落在[0，10]内，相应的CP、CI和HI的值也落在[0，10]内。指数值越大，气候宜人程度越高。并将气候宜人度、舒适指数、清洁指数划分为5个等级[12]，见表1。

表1 气候宜人度指数等级

评价气候要素的指数是借助标准评分曲线图的转化来实现的。这些标准评分曲线的制作是根据气候要素与人生理活动关系研究成果，并结合实际状况加以修正和改进而成的。

1.2 舒适指数

气压宜人度C1表示气压对人体生理的影响，高海拔地区气压低，空气含氧量低，使人感到不适，标准大气压时该舒适分指数为10，高于或低于标准气压，指数都降低，洞头气压常年在1000hPa左右，总是很宜人，因此C1取值为10。由于不同季节人们对阳光的需求不一样，冬季比夏季需要更多的阳光，所以日照的宜人度分指数C5按照不同的月份来处理，根据洞头实际月平均气温以及日照时数，将全年分为3段：12—3月，日照百分率为60%时宜人度定为10，日照百分率为0时宜人度定为0；4、5、10、11月，人们对阳光的需求不要太多也不要太少，所以日照百分率为50%时宜人度定为10，当日照百分率为100%或0时宜人度定为0；6—9月，日照百分率在0时宜人度定为10，日照百分率大于等于70%时宜人度为0，以上最高和最低值之间均呈线性变化。至于C6和C7，从旅游气候研究角度而言，人们对无雨、无雾的天气更加喜欢，所以无雨和无雾时宜人度定为10，而每天都有降水、有雾时宜人度为0，之间亦呈线性变化。根据C5、C6和C7之间分配的权重，可求得晴朗C2的宜人度分指数。温湿指数THI按下列通常采用的公式来计算[7]：

THI=T-0.55(1-f)(T-58)

T=1.8t+32

其中，T为华氏温度(℉)，t为摄氏温度(℃)，f为相对湿度(%)。计算出的温湿指数按照文献[10]中的评分曲线，求得温湿的宜人度分指数C3。

在寒冷的野外条件下，风力加剧低温对人体的刺激，用风力和气温综合反应人体单位面积散热量的指数，称风冷力指数，也称寒冷指数。其经验公式为[13]：

式中：WI为风冷力指数，即人体皮肤温度为33 ℃，体表单位面积的散热量(计算出的单位为kcal·m-2·h-1)；ΔT为体温与周围气温之差值(℃)；V为平均风速(m·s-1)。根据计算出的风冷力指数，按照文献[10]中的评分曲线，求得风冷力的宜人度分指数C4。根据宜人度分指数C1、C2、C3、C4，求出舒适指数CI。

1.3 清洁指数

由于洞头本站大气颗粒物(PM10、PM2.5、PM1.0)的观测年限较短，利用洞头1986—2015年的月平均霾日数资料与这3种颗粒物浓度资料做相关分析，2014年6月—2016年5月PM10、PM2.5、PM1.0的月平均浓度与1986—2015年月平均霾日数的相关系数分别达到了0.97、0.95、0.94，则认为近两年大气颗粒物浓度资料能够代表洞头的空气质量。图1为洞头2014年6月—2016年5月PM10的月平均浓度与1986—2015年月平均霾日数分布图，呈高度的正相关。

图1 洞头2014年6月—2016年5月PM10月平均浓度与1986—2015年月平均霾日数

根据气象行业标准《霾的观测和预报等级》(QX/T 113-2010)和《空气质量预报》(QX/T 41-2006)以及《环境空气质量标准》(GB 3095-2012)，结合洞头近两年大气颗粒物的观测数据，确定PM10、PM2.5、PM1.0分别小于等于16 μg/m3、12 μg/m3、10 μg/m3时，清洁分指数为10，随着颗

粒物的质量浓度增加，清洁指数呈线性下降，当这3种颗粒物达250 μg/m3时清洁分指数均为0。对这3种颗粒物的清洁分指数求几何平均，求得清洁指数HI。

根据舒适指数CI和清洁指数HI，最终求得气候宜人度CP。

2 洞头气候宜人度指数分析

根据上述模型，利用洞头1986—2015年的旬平均资料(气温、相对湿度、风速、日照百分率、雨日、雾日)和2014年6月—2016年5月的大气颗粒物(PM10、PM2.5、PM1.0)观测数据，算出各旬的气候宜人度指数(表2)，由表2中可看出，洞头全年都适宜旅游(气候宜人度指数在6以上)，但一年中有两个时段最适宜旅游(气候宜人度指数在8以上)，第一时段为4月上旬—5月下旬，第二时段为10月上旬—12月上旬，全年累计有13旬最适宜旅游。

表2 洞头全年各旬的气候宜人度指数

图2为洞头一年中气候宜人度指数、温湿分指数、风冷分指数和清洁指数的旬变化，可看出洞头一年中清洁指数都很高，均在8以上，夏季对流条件好，高低层大气交换的频率高，同时降水也充沛，7月清洁指数达到最高。根据洞头近两年大气颗粒物的观测数据(表3)，洞头PM10、PM2.5、PM1.0的年平均质量浓度分别为31.5μg/m3、26.3μg/m3、23.8μg/m3，远低于温州的其他市辖区，这与洞头污染源少，且海岛年平均风力大于陆地，使污染物较易扩散密不可分。

表3 洞头全年各月颗粒物质量浓度 μg/m3

从洞头2008—2015年各月累计游客接待人数图(图3)上，洞头的旅游高峰在7、8月，此时正值暑期，但这两个月气候宜人度不太高，是因为气温偏高，湿度也较大，导致温湿分指数较小，人体感觉湿热，但风冷分指数也较小，可进行水上旅游活动，大沙岙海滨浴场迎来了一年中游人最多的时期。此外还有两个小高峰是5月和10月，分别对应“五一”和“十一”黄金周，亦是春夏和夏秋之交，不太冷也不太热，气候宜人度较高。小长假和适宜的气候条件，形成了5月和10月的两个游客小高峰。

图2 洞头一年中各指数的旬变化

从各旬气候宜人度和各月旅游接待人数的相关性上看，似乎存在着负相关，很适宜旅游的4、10月却没有较多的游客，而全年中气候宜人度最低的7、8月却有全年最多的游客，且7月、8月也是热带气旋影响的盛期，也是休渔期，这

与人们的旅游目的相关。在温州地区，除了海拔较高的泰顺外，洞头7、8月的平均气温都要远低于其他县市区，且洞头常年无高温(表4)，因此度假、避暑、海滩游泳成为了洞头7、8月的主要休闲旅游方式。其他宜人时段以观光体验、海鲜渔家乐、垂钓等休闲活动为主。

图3 洞头2008—2015年各月累计旅游接待人数

温州洞头乐清瑞安永嘉平阳苍南文成泰顺年均高温日数20．402．37．531．112．19．524．68．9

3 结 语

1)利用洞头旬平均气压、气温、相对湿度、风速、日照百分率、雨日、雾日7种气象要素和大气颗粒物观测数据得出洞头本地气候宜人度指数，可以比较全面客观地评估气象要素和空气清洁度对洞头旅游活动的影响。全年累计有13旬最适宜旅游，分别为4月上旬—5月下旬和10月上旬—12月上旬。

2)从人体最直接的感受来看，洞头夏季温湿分指数和风冷分指数都在4以下，感觉湿热，相对全年较不适宜旅游。当空气质量优良时人们很难察觉污染物浓度的变化，低污染物浓度对求得的气候宜人度指数有着较大的影响，直接提高了夏季洞头旅游宜人度。

3)洞头常年空气质量优良，旅游高峰在7、8月，但这两个月气候宜人度并不高，这与人们的旅游目的相关。非气象要素如暑假、“五一”、“十一”小长假对洞头游客数量有着较大的影响，此外以避暑为目的旅游人数远超其他旅游方式。

4)从综合指数来看，4月和11月洞头旅游舒适度最佳，但旅游接待人数却不是最高，建议地方适当发展其他旅游项目，以增加4月和11月的游客量。

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2016-08-02