粤北避暑生态气候适宜性及高影响天气分析

黄观荣，罗烨泓，2，邓裕强，李曹明

（1.广东省韶关市气象局，广东 韶关 512028；2.成都信息工程大学 管理学院，四川 成都 610225；3.广东省仁化县气象局，广东 仁化 512300）

近年来，随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，原来纯观光的旅游方式已不能满足人们的需要，集观光、体验、度假、休闲、康养等于一体的旅游形式日渐为群众所青睐，其中避暑旅游便是热点之一.避暑旅游是一种典型的以气候作为特色旅游资源吸引游客的旅游方式.当前国内学者构建了多种避暑旅游适宜性评价体系，如吴普等以气候舒适度、旅游休闲度、游客满意度和综合风险度4个指标构建了避暑旅游指数概念模型及评价指标体系［1］；刘逸以气候综合舒适度模型为基础，通过修正气温、相对湿度、风速等要素的理想值和权重建立了避暑旅游气候舒适度模型［2］；徐中强等选取气候条件和地形条件为指标，采用层次分析法和GIS空间分析相结合的方法，对重庆市避暑适宜性作了评价［3］.

粤北位于广东省北部，通指韶关、清远、河源、梅州4个地级市，气候资源独特，旅游资源丰富，生态环境优美，誉为珠江三角洲“后花园”，紧邻粤港澳大湾区，夏无酷暑，林茂水优，空气清新，物产丰富，交通便利，避暑旅游市场潜力巨大.为此，对粤北避暑适宜性进行分析评价具有十分重要的意义.目前国内外对旅游气候舒适度的研究已较为成熟［4-7］，然而避暑旅游目的地不仅与气候舒适度有关，还与地形、生态环境条件有关［8］.笔者以气候舒适度作为气候指标，海拔高度及坡度作为地形指标，生态环境状况指数作为生态环境指标，采用GIS空间分析法对粤北5—10月避暑适宜性进行等级区划，并对其高温、大风、大雨以上降水高影响天气进行分析，旨在对粤北避暑适宜性作出综合研判，为决策者合理规划避暑旅游景点和游客科学选择避暑旅游目的地提供参考依据.

1 资料与方法

采用韶关、清远、河源、梅州4个市共27个国家级气象站2010—2019年5—10月逐日平均风速、平均气温、平均最高气温、平均相对湿度以及最低气温，计算人体舒适度气象指数（下称BCMI指数），选取4～6级BCMI指数概率（即达到4～6级日数占5—10月总日数的比例）作为气候指标，结合数字高程模型数据（下称DEM）和生态环境状况指数（下称EI指数），采用空间插值、栅格计算等GIS空间分析方法对粤北避暑旅游适宜性作出等级区划.同时采用各气象站逐日降水量、极大风速、日最高气温，对粤北大雨以上降水日数（24 h降水量≥10 mm）、大风日数（极大风速≥13.8 m/s）、高温日数（日最高气温≥35 ℃）进行分析，评估高影响天气对粤北避暑旅游适宜性的影响.

（1）BCMI指数是表征体表与周边环境的热交换的生物气象指标，评价气温、风速及相对湿度对人体的舒适感的影响［9］.公式为

式中，Ta、RH、V分别代表平均气温、平均相对湿度、平均风速.

（2）人体舒适的感知程度不仅与气温、风速、相对湿度等气象因子有关，还与周边环境其他因素有关，参考杨俊等避暑旅游基地适宜性综合评价研究方法，综合气候指标、地形指标和生态环境指标建立避暑旅游适宜性综合评价指数（I），对粤北避暑旅游适宜性作出等级区划［10］.其计算公式为：

式中A、B、C分别代表气候指标、地形指标和生态环境指标，各指标权重采用层次分析法确定，权重分别为0.616，0.14和0.244.其中地形指标B中两个指数（海拔和坡度）分别按0.75和0.25进行加权平均.

另外，代入上述计算前各指标均经过比值标准化处理，即：

式中Xb为标准化指标值，Xi为各市县指标值，Xmax为各市县指标值中的最大值.

2 结果分析

2.1 气候条件分析

2.1.1 5—10月平均气温、平均最高气温及热夜日数分析

从2010—2019年粤北5—10月平均气温分布（图1（a））来看，粤北平均气温介于25.4～26.8 ℃之间，清远西北部处于低值区，清远中南部、梅州中南部处于高值区；5—10月平均最高气温分布（图1（b））显示，清远西北部最为凉爽，其次较凉爽的地区还有韶关西北部和南部、河源西北部，梅州东部最为炎热.从2010—2019年粤北5—10月平均热夜日数分布（图1（c））来看，英德、曲江、阳山一带热夜日数明显高于粤北其他地区，粤北多为山地，受山地气候影响，出现热夜（日最低气温≥28 ℃）日数整体较少.

图1 2010—2019年粤北避暑气候属性指标空间分布

图2 2010—2019年粤北地区人体气象舒适度空间分布

2.1.2 5—10月BCMI指数分析

采用克里金插值方法对2010—2019年粤北27个国家站5—10月平均气温、平均相对湿度、平均风速分别进行空间插值，再使用BCMI指数公式对插值栅格文件进行栅格计算，得到粤北BCMI指数分布（图2（a））.可以发现，5—10月粤北BCMI指数处于72～74之间，即人体感受略偏热，大部人感觉舒适.空间分布特征显示，清远西北角的连山、连州、连州最为清凉，其次较清凉的有韶关大部分区域以及河源连平、和平，而清远中南部、河源东部和梅州大部热感相对明显.从粤北4～6级（4级：偏凉，大部分舒适；5级：最舒适；6级：偏热，大部分人舒适）BCMI指数概率分布（图2（b））可知，5—10月粤北BCMI指数出现4～6级概率均大于50%，其中清远西北部、韶关南部、河源西部达65%以上，韶关中北部、清远中南部、河源东部处于60～65%之间，梅州绝大部分地区低于53～60%.从气候条件来看，清远连山、连州、连南，韶关翁源、新丰，河源连平、和平避暑适宜性优于粤北其他地区.

2.2 地形条件分析

根据气温垂直递减速率，海拔每升高100 m，气温下降0.6 ℃，即海拔越高，夏季气候越清凉.粤北地形多为山地丘陵，海拔对避暑适宜性的影响不容忽视.从海拔高度分布（图3（a））可知，粤北大部分区域海拔低于600 m，海拔高于1 000 m的区域主要分布在韶关、清远一带，河源、梅州相对较少，其中乳源与阳山交界处面积最大.其次，连山、连南、乐昌、新丰、连平、始兴等市县海拔高于1 000 m面积也较大.通常坡度低于15 °为平坡和缓坡，行走较适宜，而高于25 °的坡地由于坡度较陡峭，不太适宜人们出行游玩.粤北高低坡度分布较分散（图3（b）），经统计，粤北坡度低于15 °的区域面积有48 420.1 km2，占其总面积的70.2%，坡度高于25 °的区域面积仅有5 225.7 km2，占其总面积的7.6%.从海拔条件来看，粤北西北部及中部市县避暑适宜性优于粤北其他市县，而从坡度条件来看，粤北坡度整体较低，坡度高区域占比较小，较适宜出行游玩.

2.3 生态环境条件分析

EI指数是生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地胁迫指数、污染负荷指数共5方面进行综合评价后得到的一个综合指标，EI指数越大说明生态环境状况越好.EI指数评价结果可分5级，当EI≥75，区域环境质量为“优”；当75＞EI≥55时，区域环境质量为良好；当55＞EI≥35时，区域环境为一般；当35＞EI≥20时，区域生态环境较差.从2010—2019年粤北32个市县的EI指数分布（图4（a））来看，粤北生态环境状况均处在“良好”到“优”之间，其中“优”等级的区县28个，占比87.5%，“良好”4个，占比12.5%.从粤北EI指数排名来看，前十名有梅州的蕉岭、平远，韶关的新丰、仁化、乳源、始兴，河源的东源、紫金，清远的佛冈、连山，其中蕉岭和新丰EI指数超过85.0%，在粤北区县排名中名列前茅.综上可知，粤北整体植被覆盖度高，生物多样性丰富，生态系统稳定，生态环境优良，避暑适宜性较好，以梅州蕉岭、韶关新丰最佳.

图4 EI指数分布和粤北避暑适宜性区划

2.4 避暑旅游适宜性综合评价

根据上述单因子分析结果，将4～6级BCMI指数概率、海拔、坡度、生态环境指数栅格数据进行集加权运算，得到避暑旅游适宜性评价结果，根据结果的分布状况，分别将得分≥0.85、0.80～85、0.75～0.80、≤0.75定义为最适宜区、较适宜区、一般适宜区、不适宜区4个等级（图4（b））.利用Arcgis软件对粤北避暑适宜性情况进行统计，统计结果（见表1）表明，粤北适宜避暑区域总面积为61 902.10平方千米，占其总面积的89.5%，主要分布在韶关、河源、清远、梅州西部地区.其中，最适宜区面积为13 530.48 km2，占避暑适宜地总面积的21.9%，主要集中在韶关新丰、翁源、始兴、乳源，河源连平、东源，清远连山、连南、连州等地区.较适宜区面积为35 695.58 km2，占其总面积的51.6%，主要分布在韶关、河源、清远地区，一般适宜区面积为12 676.04 km2，占其总面积的18.3%，主要分布在梅州东部，清远清城区、英德中部及阳山中部及韶关浈江区.不适宜区面积为7 243.74 km2，占其总面积的10.5%，主要分布在梅州中东部地区.

表1 粤北避暑适宜性划分统计

2.5 高影响天气分布特征分析

高影响天气不仅直接破坏旅游资源的本来面貌，更从多方面影响着游客旅行活动的顺利开展，甚至直接影响旅游者的身心健康和生命财产安全，为此，研究选用对出游影响较大的高温、大风、降水三要素对粤北避暑适宜性进行分析.

2010—2019年5—10月粤北各站点平均高温日数为34.4天，有12个站点高温日数超过35天.高温日数在空间分布上呈现梅州到河源东部、清远中北部到韶关东北部两个片区偏多，其余地区偏少的分布特征（见图5（a））.从高温日数站点分布（见图6）来看，大浦站最多（53.7天），其次较多的还有阳山站（51天）、始兴站（50天），新丰站和连山站最少（17.8天），其次较少的还有清远站（19.7天）、佛冈站（19.8天）.可知新丰、连山不仅避暑适宜性最佳，且高温天气发生的概率也较低，而乳源、始兴、连州避暑适宜性虽佳，但高温天气发生的概率也相对较高，应密切关注天气预报，避免高温酷热天气前往.

图5 2010—2019年粤北高影响天气日数空间分布

图6 2010—2019年粤北各站点高温日数、大雨以上降水日数、大风日数分布

2010—2019年5—10月粤北各站点平均大风日数为8.1天，有6个站点大风日数超过10天.从大风日数空间分布（图5（b））可以发现，粤北除清远清城区大风日数偏多外，其余地区均偏少.大风日数站点分布显示（见图6），清远站最多（31.6天），其次较多的还有曲江站（15.1天）、翁源站（13.8天）、五华站（11.5天），阳山站最少（0.6天），其次较少的还有连平站（3.3天）、大浦站（3.8天）.可知除清远清城区外，粤北大风天气发生概率整体较低，即风感舒适，有利于缓解夏季的高温暑热.

2010—2019年5—10月粤北各站点平均大雨以上降水日数为32.8天，有5个站点大雨以上降水日数超过36天.粤北大雨以上降水日数在空间分布上呈现由北往南递增的特征，清远南部、韶关南部、河源西南部偏多，清远中北部、韶关中北部、河源东部、梅州中东部偏少（图5（c））.从大雨以上降水日数站点分布（见图6）来看，佛冈站最多（38.1天），其次较多的还有清远站、新丰站（均为37.8天），始兴站最少（26.3天），其次较少的还有南雄站（27.8天）、连州（28.9天）.可知新丰、翁源、东源、连平避暑适宜性虽佳，但强降水天气易发生，前往游玩需注意防范城乡积涝、山洪、泥石流、山体滑坡等灾害.

3 结语

（1）粤北总面积的89.5%适宜避暑，其中最适宜区面积13 530.48 km2，占比19.6%，较适宜区35 695.58 km2，占比51.6%，一般适宜区12 676.04 km2，占比18.3%，不适宜区域7 243.74 km2，占比10.5%.

（2）避暑旅游生态气候性区划结果表明，韶关新丰、翁源、始兴、乳源，河源连平、东源，清远连山、连南、连州等地区气候条件、地形条件及生态环境状况均较好，为粤北避暑旅游的最佳去处.

（3）通过对粤北高影响天气分析发现，5—10月梅州到河源东部、清远中北部到韶关东北部两个片区高温天气发生概率较高，其余地区发生概率较低；大雨以上降水天气发生概率呈现由北往南递增趋势；大风天气除清远清城外，粤北发生概率整体较低，风感舒适.

影响人们避暑旅游的因子较多，研究基于气候、海拔、坡度及生态环境状况等自然因子作出的避暑旅游适宜性评价，仅对粤北避暑旅游的先决条件作了判断.倘若要对避暑旅游作出更加综合的评价，评价模型中应考虑加入餐饮、住宿、交通及其他公共服务等社会因子评价指标，以期得到更加真实准确的评价结果.