咸宁市山地避暑旅游气候资源分布特征

魏华兵，李 磊，罗 昱，邢丽田，吴栋桥，王芬芬，唐子珺

（1.咸宁市气象局，湖北 咸宁 437100；2.黄冈市气象局，湖北 黄冈 438000）

避暑旅游主要是凭借旅游地凉爽舒适的夏季气候进行的旅游休闲活动，在气候变暖背景下，避暑旅游渐成夏季旅游市场的热门，游客每年夏季到避暑地消夏纳凉、度假休闲、健身疗养的需求旺盛，利用避暑旅游资源及环境小气候开发夏季避暑旅游产品的市场前景广阔［1］。夏季避暑旅游因其周期长、频次高、市场需求广、发展空间大，成为当地政府发展农村经济、调整农业产业结构的绿色希望产业［2］。咸宁市位于湖北省东南部，处于幕阜山脉向江汉平原过渡地带，地势东南高、西北低，生态环境宜人，每年优良空气指数的时间超过300 d，拥有29 个国家A级景区。境内山地、丘陵、岗地、平原沿长江走向呈现“彡”形分布排列，山体多集中于境内中部大幕山至雨山的低山丘陵区和南部幕阜山侵蚀构造的中山区（图1），中部山区山脊平缓，海拔300～1 000 m，由西向东，主峰有大药峰（1 261 m）、雨山（1 029 m）和大幕山（954 m），南部山区山脊陡窄，海拔900～1 500 m，九宫山风景名胜区位于其东端，其主峰老鸦尖海拔高1 656 m，是中国中南部最高峰之一［3］。咸宁市属亚热带湿润季风气候，气候温和，四季分明，降水充沛，雨热同期，由于地形多变、地势高低差异，山地间小气候差异明显，山岳型旅游气候资源丰富。

随着咸宁市“绿色崛起”战略的实施，有关生态旅游区规划建设项目呈超常发展态势。2018 年《咸宁幕阜山绿色产业带建设总体规划》提出打造华中地区旅游度假胜地的发展目标，规划了通城县尧家林、黄袍山风景区旅游开发、大溪国家湿地公园等生态旅游观光开发的项目多达18 个，力争咸宁市幕阜山生态旅游业产值达150 亿元。在旅游开发中如何利用山体气候差异优势发展夏季避暑旅游，在何处选择培育避暑旅游地等是生态旅游观光项目中亟待解决的现实问题。国内已有避暑旅游气候资源的相关研究［4-13］。吴普等［9］从旅游产业发展的角度建立了避暑旅游评价指标体系；杨舒琳等［11］对盛夏避暑旅游气候资源及适宜避暑区进行了研究。这些研究从多个角度提出了适宜范围较广的避暑旅游气候资源的评价指标，但由山地气候差异造成的小区域避暑旅游气候资源的分布研究较少。本研究利用咸宁市当地山区多年自动气象观测站资料，提出适宜于咸宁市山地避暑旅游气候资源的气候评价指标，并分析咸宁市避暑气候旅游资源的分布情况，为咸宁市生态旅游项目合理开发利用本地气候资源、指导开发夏季避暑旅游地、开展专业气象服务等提供科学的指导依据。

图1 咸宁市地形地貌

2 气象资料

2004 年以后，咸宁市陆续建立了覆盖全市的区域站自动气象站。本研究选取咸宁市境内位于两条山脉地带海拔高度在200 m 以上的15 个区域自动气象站以及金沙镇、通山县和通城县国家气象观测站2013—2019 年的气温、相对湿度和风速观测资料。其站点分布位置如图2 所示。

图2 咸宁市山区气象站点位置分布

3 避暑气候旅游资源分析

3.1 山地夏季气温特征分析

咸宁市6、7、8月多年的月平均气温，通过点阵描图和线性拟合，得到6、7、8月和6—8月月平均气温与海拔高度的关系（图3a 至图3d）和4 组线性拟合方程。从图3 可以看出，咸宁市夏季山地气温随海拔高度升高而降低，月平均气温递减率为0.6 ℃∕100 m，最大递减率出现在7 月。

3.2 山地夏季相对湿度特征分析

由于咸宁市区域自动气象站相对湿度的观测站点不多、资料年限也各有长短，在15 个山地区域自动气象站中，选取相对湿度观测资料相对完整的白云山林场、只角楼、九宫山风景区3 站和金沙镇、通山县、通城县3 个国家观测站夏季逐日相对湿度资料，统计得到夏季各月月平均相对湿度，通过点阵描图和线性拟合，得到咸宁市山地夏季月平均相对湿度与海拔高度的关系（图4a 至图4d）和4 组线性拟合方程。从图4 可以看出，咸宁市山地夏季各月平均相对湿度随海拔高度升高而增加，平均递增情况为1%∕100 m，线性拟合方程的决定系数（R2）都大于86%。

3.3 山地夏季风速特征分析

在15 个山地区域自动气象站中，选取风速观测资料相对完整的雪峰山、天岳关、凤凰翅、太平山、九宫山5 站和金沙镇、通山县、通城县3 个国家观测站夏季月平均风速资料，通过点阵描图和多种曲线方程拟合，得到咸宁市山地夏季月平均风速与海拔高度关系点阵（图5a 至图5d）和4 组线性拟合方程。从图6 可以看出，咸宁市山地夏季各月平均风速随海拔高度升高而增加，指数型拟合方程的决定系数都大于93%，方程的拟合程度较高，最大月平均风速出现在7 月。

图3 咸宁市山地夏季平均气温与海拔高度的关系

图4 咸宁市山地夏季平均相对湿度与海拔高度的关系

图5 咸宁市山地夏季平均风速与海拔高度的关系

3.4 避暑气候旅游指标分析

避暑旅游气候资源是夏季具有凉爽宜人气候条件可供避暑的资源，凉爽、舒适的夏季气候是避暑旅游的基本条件［9］。国内外有关避暑旅游气候资源评价的研究较多，陈慧等［1］用夏季人体感知温度月平均值分布状况来研究中国避暑型气候的地域类型，并给出了人体感知温度的舒适度等级描述，将体感温度在0～32 ℃的地区划分为5 种不同的避暑气候类型，可见表征人体冷热舒适条件的体感温度指标是分析避暑旅游气候资源的一个重要指标。体感温度受多种气象因子综合影响，多地结合本地情况研究了体感温度的计算方法［14-17］，事实上，由于人体生理的长期适应，不同地区居民对环境温度的感应程度是有差异的，李源等［16］根据气温、相对湿度和风速资料研究了湖北省武汉市影响人体舒适度的体感温度计算方法，得到不同温度条件下体感温度的分段计算公式和体感温度舒适度划分标准（表1）。

式中，Tf为体感温度（℃）；T为气温（℃）；TM为日最高气温（℃）；Tm为日最低气温（℃）；U为相对湿度（%）；v为日平均风速（m∕s）。

由表1可知，人体感觉舒适的体感温度为13.0 ℃≤Tf ＜30.0 ℃，而当体感温度Tf≥ 30.0 ℃或Tf＜13.0 ℃时，人体感觉不舒适。当夏季体感温度Tf ＜27.0 ℃时，人体感觉凉爽。凉爽舒适气候条件是设计避暑旅游气候资源评价指标的首要原则，因此，本研究将13.0 ℃≤Tf ＜27.0 ℃的体感温度取值标准作为咸宁市夏季避暑气候旅游资源的基本条件指标。

表1 体感温度（Tf）级别

贺莉微等［18］研究表明咸宁市夏季平均闷热天数达37 d，而当夏季体感温度Tf≥34.5 ℃时，人体感觉炎热难受。杨舒琳等［11］将高温引起的不舒适日数在当地平均状况的占比作为评价是否适宜避暑旅游的重要指标，一般适宜避暑旅游的区域其高温引起的不舒适日数占比为0～18%。所以Tf≥34.5 ℃的体感温度不出现或少出现，也是衡量避暑地夏季避暑旅游气候资源优劣的重要条件。从式（1）得知，体感温度和气温是同比上升的，则在日最高气温时，日体感温度值也最大，有研究直接对日最高气温超过界限值（如30、35 ℃）的天数来进行比较分析［7，8，11，12］。本研究用月平均相对湿度和月平均风速来表示日最高气温出现时刻的总体情况，假定体感温度Tf=34.5 ℃时，通过式（1）计算得到不同海拔高度的最高气温为32.5～32.7 ℃，而32.5 ℃是人体皮肤表层温度通常值［13］，故将32.5 ℃作为影响避暑旅游的高温值，将夏季日最高气温T≥32.5 ℃天数≤7 d，作为评价咸宁市夏季避暑气候旅游资源优劣的重要指标。

3.5 山地避暑旅游气候资源分布

3.5.1 月平均体感温度分析 根据图3、图4、图5 中的拟合方程和式（1），计算咸宁市夏季山地不同海拔高度的各月平均体感温度，结果见表2。从表2 可以看出，咸宁市夏季各月平均体感温度在19 ℃以上，6月不同海拔山地体感温度均在舒适范围，7、8 月不同海拔的体感温度变化较大，而小于27 ℃的体感温度出现在海拔高度大于700 m 以上的山地，因此，700 m 海拔高度是咸宁市山地具备夏季避暑旅游气候条件的最低高度线。

3.5.2 夏季高温日数分析 根据日最高气温T≥32.5 ℃的界限值，统计了15 个不同海拔区域站和金沙镇观测站夏季6—8 月多年日最高气温≥32.5 ℃的平均日数，通过点阵描图和多项式拟合，得到夏季6—8 月≥32.5 ℃高温日数与海拔高度的关系（图6）。从图6 可以看出，咸宁市夏季日最高气温T≥32.5 ℃的日数≤7 d 的区域在海拔800 m 以上的山地，海拔1 000 m 以上的山地出现日最高气温≥32.5 ℃的天数极少（0～2 d），其夏季避暑气候旅游资源更优。

表2 咸宁市夏季山地不同海拔高度各月平均体感温度（单位：℃）

图6 咸宁市山地夏季6—8 月≥32.5 ℃高温日数与海拔高度的关系

4 小结与讨论

4.1 小结

1）咸宁市山地夏季气候资源符合舒适凉爽的夏季避暑旅游气候条件的指标有2 个，一是夏季各月平均体感温度在13.0 ℃≤Tf＜27.0 ℃、人体感觉舒适凉爽范围，二是夏季日最高气温T≥32.5 ℃、人体感觉短暂炎热的天数≤7 d。

2）咸宁市中部、南部山地夏季体感温度随海拔高度升高而降低，6 月月平均体感温度均在27 ℃以下，人体感觉舒适；7—8 月低于27 ℃的体感温度出现在海拔700 m 以上的山地，700 m 海拔高度线是咸宁市山地夏季避暑旅游气候的最低高度线。

3）咸宁市中部、南部山地夏季≥32.5 ℃的高温日数随海拔高度升高而减少，在海拔800 m 以上的山地夏季高温日数小于7 d，海拔1 000 m 以上的山地夏季高温日数极速减少到0～2 d，其夏季避暑旅游气候资源更佳。

4.2 讨论

1）评价避暑旅游气候资源的方法较多，本研究选用了与咸宁市相近的武汉市体感温度计算公式及级别划分方法，用其热不适的体感温度界限值34.5 ℃和计算公式反算得到的不适温度值与人体皮肤表层温度32.5 ℃基本一致，说明其方法适合咸宁市中、南部山地区域。

2）本研究所用的气象资料来自于咸宁市山区各个山体的区域自动气象站，站址的下垫面、坡度、朝向、周边环境存在较大差异，部分气象要素值偏离拟合线较大，通过拟合值得到的咸宁市山地夏季避暑旅游气候资源的最低高度线为700 m，代表的是咸宁市中、南部山地区域整体状况，而各个山体的具体情况还需要补充资料，有待进一步讨论。

3）由于相对湿度的资料较少，本研究拟合得到的山地夏季相对湿度随海拔高度线性增加的关系不够精细。同纬度相似地形的研究［19］表明山地相对湿度在海拔1 000 m 左右达到最大值，其后随高度升高呈下降趋势。更精确的关系还有待今后进一步研究。