云南巍山县旅游气候舒适度分析与评价

包正晴，朱碧文，严培君

(1.大理州气象局，云南 大理 671000；2.大理州 巍山县气象局，云南 巍山 672400)

0 引言

气候条件、生态环境、风土人情等常被用来衡量一个地方的旅游资源。气候与旅游的关系主要表现为人们在旅游过程中体感舒适程度。气候舒适度作为衡量指标，是指外界气温、湿度、风、太阳辐射等气象条件对人体自身调节系统的影响，气候舒适时无需借助任何防暑、保暖措施就能维持生理过程正常进行。国内外对气候舒适度的研究已经较多，如Terjung[1]提出了舒适指数和风效指数的概念，Houghton[2]提出了气候舒适度模型。范业正等[3]、刘清春等[4]研究了中国不同旅游地和城市的气候舒适度并进行分类，有的研究还对气候舒适度与游客流量的关系进行探讨[5，6]。近年来，有不少学者对云南气候和旅游舒适度做了研究，获得了许多有价值的研究成果。陈永涛[7]等分析了云南各地的逐月气候舒适度，并将其分为4个旅游气候类型；周建琴[8]等根据已有观测资料结合数值模拟对未来气候舒适度分布变化进行预估，得出气温是云南气候舒适度各等级日数变化的主要因素；还有学者[9，10]对云南省个别城市进行气候舒适度评价分析，得到了一些有意义的研究成果。云南因地处低纬高原，素有“十里不同天”的形象说法，而旅游业作为云南省的支柱产业之一，研究当地的气候舒适度变化对旅游业的发展具有重要意义[11]。目前气候舒适度研究多为时空变化和区划分析，但对局地性的分析及日数变化的研究相对较少，因此本文基于1988～2017年云南省大理白族自治州巍山彝族回族自治县(下称巍山县)气象资料，分析巍山县30 a逐日旅游气候舒适度，建立评价体系，并对月、季、年等时间尺度进行分析，以期做好旅游气候舒适度的分析评估工作，助力巍山县打造旅游“特色小镇”。

1 资料方法

1.1 区域概况

坐落于滇西横断山脉云岭南延部分，大理白族自治州南端的巍山县，地形以山地为主，县城所在坝区平均海拔1 725 m，四面环山，最大海拔高差为1 891 m。属北亚热带高原季风气候，垂直立体气候特征明显，年平均气温为15.9℃，年平均降水量815.5 mm，气候温和，干湿季分明。它是南诏古都的腹地，具有悠久的历史和丰富的文化，曾是茶马古道和西南古丝绸之路的必经之地。1994年被评为国家级历史文化名城。拥有巍宝山长春洞、巍山古城古建筑群等人文景点，以及巍宝山国家级森林公园、红河源地质公园、“鸟道雄关”等自然景点。此外，巍山县历史文化底蕴深厚，在宗教、古建筑、少数民族文化习俗等方面都有较好保存和流传发扬，当地美食也有浓厚地方特色，是久负盛名的“中国名小吃之乡”。

1.2 资料来源

数据来源于巍山县国家气象观测站(100°17′E，25°16′N，海拔高度1 742.1 m)地面逐日气温、相对湿度、平均风速、日照等气象观测资料，年代跨度1988～2017年共30 a，数据组成按照月、季、年时间序列，季节划分按照3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12～次年2月为冬季。巍山县国家气象观测站观测要素丰富、时间跨度长、气象资料全面。其地理位置距离巍山古城3.3 km，与县城海拔接近水平，是距离巍山县各景点最近的国家气象观测站，能较好的反映巍山县整体气候情况。

1.3 研究方法

本文采用温湿指数(THI，Temperature Humidity Index)、风效指数(IWE，Index of Wind Effect)和穿衣指数(ICL，Index of Clothing)建立气候舒适度综合评价体系。

1.3.1 温湿指数

温湿指数是通过气温和湿度的组合反应人体和周围环境的热量交换[12，13]，计算公式为：

THI=(1.8T+32)-0.55(1-RH)·(1.8T-26)

(1)

式中：T为单位时间内平均气温(℃)；RH为单位时间内平均相对湿度(%)。

1.3.2 风效指数

风效指数综合考虑了风速与气温对裸露皮肤的影响，计算公式为[12]：

(2)

式中：V为单位时间内平均风速(m/s)；S为单位时间内平均每日日照时数(h/d)。

1.3.3 穿衣指数

温湿指数和风效指数仅仅考虑了气候条件对裸露皮肤的影响程度，而穿衣指数指人体可通过穿戴衣物改变外界条件给体感舒适带来的影响[12]，计算公式为：

(3)

式中：T为单位时间内平均气温(℃)；H=87 W/m2，为人体在轻活动量的代谢率；λ=0.06，为人体对太阳辐射的吸收情况；R=900 W/m2，为垂直阳光照射的单位面积土地所接收的太阳辐射；α为太阳高度角，取平均状态；V为单位时间内平均风速(m/s)。

各指数分级标准见表1。

表1 温湿指数、风效指数和穿衣指数的分级表

注：本表引用自文献[3，4].

根据公式(1)、(2)、(3)和相关气象要素，计算温湿指数、风效指数和穿衣指数，并根据各指数之和将旅游气候舒适度分为5级，按照3指数之和为X，当7

1.3.4 趋势分析

采用一元线性倾向估计、MK(Mann-Kendall)突变检验、累积距平进行旅游气候舒适度变化的趋势分析。由于MK突变检验的突变点具有虚假、漂移等不确定性，因此本文配合累积距平曲线共同确定突变年份，提高结果的准确性。分析方法的数理公式参考了文献[14]，在此不赘述。

2 结果分析

2.1 旅游气候舒适度评价

2.1.1 旅游气候舒适度月评价

由表2可以看出，巍山县年平均气候舒适度达到非常舒适等级。分月来看各指数等级情况，温湿指数在5～9月为暖，舒适(B级)；4月、10月为凉，非常舒适(A级)；3月、11月为清凉，舒适(b级)；冬季则为偏冷，较不舒适(c级)。由于温湿指数反应了人体和周围环境的热量交换，在低纬高原的地形作用下，巍山县3～11月温湿指数均在清凉到温暖的等级，体感温度舒适，因此适宜旅游时间较长，而冬季平均温度为9.5℃，温湿指数等级相较其他季节偏低(c级)，人体和周围环境的热量交换大，一定程度影响了旅游气候舒适度，但影响较小。风效指数在5～10月为舒适风(A级)，其余月为凉风(b级)。5～10月风效指数为A级，对应巍山的雨季，此时空气湿润，清风徐徐，适合避暑、疗养等方式的旅游。其余月份风效指数为b级，对应巍山的干季，此时以凉风为主，对户外运动如跑步、登山等较为有利。穿衣指数在4～10月为衬衫和常用便服(A级)，3月、11月为春秋常用便服(b级)，冬季为冬季常用服装(c级)。根据各评价指数综合来看，巍山县冬无严寒、夏无酷暑，年平均气候舒适度为非常舒适，一年四季均适合旅游。最适合旅游月份为4～10月，此时温湿度适宜，惠风和畅，不需要借助穿戴来调节气候舒适度。

表2 1988～2017年平均各月温湿指数、风效指数和穿衣指数及气候舒适度

图1 1988～2017年各月较舒适及以上等级天数平均比重

计算1988～2017年平均气候舒适度各月较舒适及以上等级天数比重，绘制百分比柱状图(图1)。可以看出，非常舒适天数比重4月最高，达到74.8%，10月次之，为72.8%，5月、9月均在60%以上。舒适及以上等级天数4～10月比重几乎都在95%以上，除了6月为89.3%，8～9月最高，达99.7%，10月次之，达到99%。较舒适及以上天数比重1月最低，为58.6%，12月次之，为73.8%，其余月份均在85%以上，3～11月均在99%以上，5～9月均达到100%。比较各月气候舒适度情况，巍山县2～11月较舒适及以上等级天数差异较小，比重高，可满足度假、疗养、观光等各类形式的旅游。1月和12月较舒适及以上等级天数比重较低，但也在60%左右，对普通旅游影响不大。

2.1.2 旅游气候舒适度年和年代际评价

由于温湿指数、风效指数和穿衣指数的年内变化较大，取平均值不能很好反应当地旅游舒适度情况，因此，通过统计分析1988～2017年旅游舒适度不同等级的天数，能较好反应其年变化情况。由图2～4可以看出，较舒适及以上天数(图2)呈波动上升趋势，30 a增长速率为7.8 d/10a，上升趋势通过α=0.01显著性检验。天数最少年份为1992年289天，最多为2017年359天，极差70天，30 a平均为340.4天，年代际变化呈递增趋势。舒适及以上天数(图3)呈小幅波动上升趋势，30 a增长速率为5.7 d/10a，上升趋势通过α=0.05显著性检验。天数最少年份为1993年228天，最多为2010年278天，极差50天，30 a平均为253.4天，年代际变化呈递增趋势。非常舒适天数(图4)呈小幅波动下降趋势，30 a减少速率为3.1 d/10a，下降趋势未通过显著性检验。天数最少年份为2015年105天，最多为2016年181天，极差76天，30 a平均为141.8天，年代际变化呈先递增再递减趋势。

图2 1988～2017年较舒适及以上等级天数变化趋势

图3 1988～2017年舒适及以上等级天数变化趋势

图4 1988～2017年非常舒适天数变化趋势

2.2 旅游气候舒适度天数突变检验

利用MK突变检验结合累积距平曲线分析巍山县30 a旅游气候舒适度天数的突变特征。图5a、6a、7a为各等级30 a旅游气候舒适度天数的MK突变检验曲线，图5b、6b、7b为对应旅游气候舒适等级天数的累积距平曲线，用MK突变检验判定出发生突变的时间，再结合累积距平曲线对突变时间点的真假性进行二次判断，若二者结果相同或接近，则表明发生了突变，反之则为虚假突变。

由图5a可知，UF曲线在1998年前后经历下降—上升的变化趋势，UF和UB在临界值±1.96之间于2000～2001年相交，之后UF曲线超出临界线，甚至超出α=0.01的临界线(±2.58)。而图7b显示，30 a较舒适及以上天数累积距平曲线在2000年为累积距平谷值，之后开始上升。说明在显著性水平α=0.01条件下，30 a较舒适及以上天数在2000年发生增多突变。

由图6a可知，UF曲线在1995年前后经历下降—上升的变化趋势，UF和UB在临界值±1.96之间于1995年相交，之后UF曲线超出临界线。而图7b显示，30 a舒适及以上天数累积距平曲线在1994年为累积距平谷值，之后开始上升。说明在显著性水平α=0.05条件下，30 a舒适及以上天数在1994～1995年发生增多突变。

由图7a可知，UF曲线在30 a内下降—上升的变化趋势交替出现，UF和UB在临界值±1.96之间于2007和2009年相交，之后UF曲线超出临界线。且图7b显示，30 a非常舒适天数累积距平曲线在2006年为累积距平峰值，之后开始下降。说明在显著性水平α=0.05条件下，30 a非常舒适天数在2006～2007年发生减少突变。

图5 1988～2017年较舒适及以上天数MK突变检验(a)和累积距平曲线(b)

Fig.5 Mann-Kendall test(a)and the departure accumulation(b)for days which a little comfortable and above from 1988 to 2017

3 结论与讨论

(1)巍山县4～10月为旅游气候舒适度非常舒适期，3月、11月为舒适期，冬季(12月～次年2月)为较舒适期，年均旅游气候舒适度也达到非常舒适等级。

(2)巍山县非常舒适天数比重4～5月、9～10月超过60%，舒适及以上等级天数比重4～10月几乎都在95%以上，较舒适及以上天数比重3～11月均在99%以上。冬季较舒适及以上天数比重较低，其中1月最低，为58.6%.

(3)1988～2017年，巍山县较舒适及以上等级天数、舒适及以上等级天数均呈线性增长的趋势，年代际变化也呈递增趋势，非常舒适天数线性变化趋势不明显，年代际变化为先增长后降低；较舒适及以上等级天数、舒适及以上等级天数分别在2000年和1994～1995年发生增多突变，而非常舒适天数在2006～2007年发生减少突变。

本文通过计算分析温湿指数、风效指数和穿衣指数来建立气候舒适度评价体系，并统计分析了旅游气候舒适度不同等级天数的月、季、年等分布和变化情况，得出较为客观的评价结论，可为当地旅游部门和旅游业发展提供决策参考依据，对实践有一定指导价值。但对于旅游影响的其他要素如空气质量、紫外线强度、降水等在分析时未能考虑，因此评价结果有待完善。同时，由于巍山县海拔高差大，单一站点的数据只能反映整体概况，针对性较低，因此旅游气候舒适度评价有待进一步细化。此外，本文分析了巍山县旅游舒适度不同等级天数的变化情况，但对于变化原因并未进一步分析，有待后续进行深入研究探讨。