基于GIS的宁夏旅游气候舒适度评价

姜鑫　赵多平

摘  要：利用宁夏回族自治区1981—2010年的气候资料，对温湿、风寒和着衣指数进行研究，借助综合舒适度评价模型划分适宜旅游的季节分布。结果发现：旅游气候舒适度具有显著的时空分布差异。依据综合舒适指数年内变化可划分为春秋适宜型气候和夏适型旅游气候。中宁以北的银川平原、卫宁平原地区，舒适期在5—9月。寧夏南部山区舒适期多在6—8月，其中六盘山无舒适期。由于地势影响，在初春秋末时宁夏北部地区的气温明显高于宁夏南部地区，使得宁夏北部地区的旅游气候舒适度更优。

关键词：GIS;气候舒适度;空间分析;宁夏

中图分类号：F592        文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2021）03-0107-07

一、问题的提出

气候舒适性指数（ComfortIndex）的概念最早由特吉旺（Terjung W.H.）在1966年提出，奥利佛（Oliver J.E.）在1987年通过暴露实验建立了风寒指数量表。通过气候舒适度评价研究，气候与旅游的相关研究也得到了发展。国内研究主要集中在区域的个案研究。如廉丽姝、李志富通过计算综合舒适度指数分析山东省的旅游气候资源;长安研究青藏铁路旅游线气候舒适度发现，青藏地区的旅游气候适宜期随海拔高度上升而缩短;孙根年、马丽君分析了西安、北京气候舒适度与客流量年内变化的相关性。近年来有关气候舒适度的研究多集中在中小型城市或地区，着重于区域旅游发展与规划，并提出可行性建议。如，罗晓松应用逐步回归方法和插值方法评估遵义市夏季避暑旅游气候，为遵义市开发康养旅游资源提供科学依据。吴长春利用相关气候资料计算得到阳江逐日温湿指数，通过分析得出阳江适合开展避寒旅游。

总体来说，对旅游气候舒适度的研究多集中在国内热点旅游城市和经济发达地区，或是青藏高原、新疆等具有较强地域特色的区域。查阅近三年的有关文献，旅游气候舒适度评价依旧是研究热点，研究对象逐步转向中小型城市，但总体上对西北地区研究较少。并且，所研究的文献中大多数都以旅游气候舒适度为主要评价指标。不同的气候条件形成不同的自然景观和旅游环境，是游客进行旅游活动的主要动机。所以，天气、气候条件是区域旅游开发的重要背景因素之一。近十几年，气候的变化较为明显，有必要使用较新的数据进行研究。随着科学技术的发展，GIS软件在气候舒适度研究的运用逐渐增多。目前，还没有基于GIS对宁夏气候舒适度进行空间分析的科学成果。

宁夏回族自治区是全国第二个创建全域旅游的省份，旅游业发展前景广阔。位于我国西部地区，属典型的温带大陆性气候。全境海拔1 000米以上，地势南高北低。具有春多风沙、夏少酷暑、秋凉较早、冬寒较长等特点，导致了宁夏“淡季长，旺季短”的不利旅游接待格局。

气候数据来自中国气象网站，利用1987—2007年的各月气候统计资料进行测定。依据宁夏的区域气候特点，借助综合舒适指数模型进行综合评价划分，使用GIS进行空间分析。有助于科学了解宁夏旅游气候舒适区的划分及规律，对今后旅游产业的建设和发展都具有一定的理论和现实意义。

二、宁夏回族自治区气候舒适度评价

（一）旅游气候舒适度的评价方法

根据宁夏四季分明、昼夜温差大、冬季盛行西北风等气候特点，选取温湿指数、风寒指数、着衣指数进行评价。

温湿指数（THI）是通过温度和湿度的组合反映人体与周围环境的热量交换，计算公式如下：

THI=（1.8t+32）-0.55（1-f）（1.8t-26）（1）

式（1）中，t为摄氏气温（℃），f为相对湿度（%）。

风寒指数（WCI）表征的是不同环境下风速与气温对裸露人体的影响。计算公式如下：

WCI=（33-t）（9.0+10.9■-V）（2）

式中，t为摄氏气温（℃），V为风速（m/s）。

着衣指数（ICL）是考虑人们通过穿衣来改变气候带来的不舒适情况，计算公式如下：

ICL=■-■（3）

式中，t为摄氏气温（℃）;H代表人体代谢率的75%，本文取轻活动量下的代谢率H=87W/m2;a表示人体对太阳辐射的吸收情况，本文取0.06;R表示垂直阳光的单位面积土地所接收的太阳辐射（W/m2）;α是太阳高度角，V为风速（m/s）。针对上述3个指数的分级标准及赋值，参照马丽君等人的相关研究，并结合地区气候特点，得到表1。

（二）旅游气候舒适度的评价模型

单一的指数不能体现气候的综合性和系统性。借助马丽君的综合评价模型可以计算得出季节指数和年指数，定量分析进行综合评价。计算公式为：

C=0.6XTHI+0.3XWCI+0.1XICL

式中，C为综合舒适指数，XTHI、XWCI和XICL分别为温湿、风寒和着衣指数的赋值。根据计算得出的综合舒适指数和本地区气候特点划分为4个舒适等级，分别为：C≥6舒适;5≤C<6较舒适;3

三、宁夏旅游气候舒适度的分析评价

（一）各月温湿指数、风寒指数、着衣指数

根据式（1）、式（2）、式（3）及相应数据计算得出宁夏各个市县的温湿、风寒和着衣指数，按照表1进行旅游气候舒适度评价，结果如表2所示。

从温湿指数（THI）看，宁夏地区纬度较高，昼夜温差大，因此各月的温湿指数差距较大。每年到1—2月，11—12月天气寒冷，不适宜旅游。中宁以北地区每年的5—6月，8—9月份以温凉、暖为主，适宜旅游。中宁以南地区，从同心向泾源舒适月逐渐减少，舒适度逐渐降低，到达六盘山无舒适月。六盘山地区海拔高，植被覆盖率高，气候较湿润，温度较低，在炎热的夏季适宜避暑。

从风寒指数（WCI）来看，1—2月、12月温度低，吹冷风，不适宜旅游。中宁以北地区4—10月以凉风、舒适风、暖风为主，其中6—8月以舒适风为主，最适宜旅游。中宁以南地区，5—9月吹舒适风，适宜旅游。其中，六盘山地区1—3月、10—12月以冷风为主;最适宜的旅游时间为7月。

从着衣指数（ICL）上来看，以中宁为界，中宁以北地区在5—9月均为舒适，1—3月、11—12月为不舒适。中宁以南地区不舒适时间逐渐延长。同心以南至泾源地区，随纬度的降低舒适月份缩短至6—8月。六盘山无舒适月，较舒适为6—8月，每年的1—5月，9—12月均为不舒适。

（二）宁夏主要城市旅游气候舒适度年内分布

温湿、风寒和着衣指数都是对单一因素进行分析。而综合舒适度评价模型可加和、可计算，能正确反映适宜旅游期的长短，易于评价。从表3可以看出，以中宁为界，中宁以北的地区，如石嘴山、银川等城市随着纬度的降低，该地区的综合舒适指数升高;中宁以南地区如固原、隆德等随着纬度的降低该地区的综合舒适指数降低。其中，六盘山综合舒适指数最低。总体来看，宁夏不舒适期多在1—2月、11—12月期间。在中宁以北地区，各个市县的舒适期多在5—9月，较不舒适期一般在4月、10月，舒适期长度多为5个月。中卫以南至固原市，舒适期多为5—9月;其中，固原无较舒适期，3—4月、10月为较不舒适期;同心与海原的不舒适期为1—2月、12月。隆德至泾源县，舒适期在6—8月期间，不舒适期为1—3月、11—12月，舒适月长度缩减为3个月。六盘山地区因海拔较高无舒适期，较舒适期在6—8月，1—4月、10—12月为不舒适期。随着纬度的降低，年综合舒适指数也在逐渐降低，说明宁夏北部地区的旅游气候优于宁夏南部地区。

（三）旅游气候舒适型划分

气候是一个地区长期的天气特征，具有一定的规律性。使用SPSS软件对各个市县气候舒适度的年内变化进行聚类分析，以最舒适季节命名该类型。具体结果如下：

1.春秋适宜型气候，包括石炭井、惠农、石嘴山、平罗、贺兰、陶乐、银川、永宁、灵武、青铜峡、吴忠、盐池、中卫、中宁、同心共计15个市县。在春季5月份和秋季9月份舒适指数达到最高，适宜旅游。夏季气候较为炎热，舒适性指数略低，游客出行较不舒适。秋末到冬季舒适指数最低。年综合指数在60.8—64.4之间。

2.夏适型旅游气候，包括韦州、麻黄山、兴仁、海原、固原、隆德、西吉、泾源、六盘山共计9个市縣。这些城市夏季气候温凉，适宜避暑，是暑期出行的好去处。不舒适期时间长达5个月。年综合指数在53—59.8之间。

四、气候舒适度的空间分异

采用ArcGIS的统计分析模块，对计算得出的温湿舒适指数和风寒舒适指数运用普通克里金插值方法进行空间内插，以季节为单位，得到图1和图2。

从温湿指数年变化上来看，随着季节的变化，气候舒适区在空间上不断移动。春秋季气候舒适区较为类似，较舒适地区主要集中在黄河沿岸。夏季移动至南部山区。冬季中部干旱带同其他区域相比较为舒适。从风寒指数年变化上来看，气候舒适区整体在空间上变化不大，宁北地区要优于宁南地区。其中中卫市、盐池县南部及彭阳、泾源县等地区气候较不舒适。

在春季见上页图1，中宁、青铜峡、银川、石嘴山等黄河沿岸城市平原地区的温湿舒适指数分布在15—21，温湿舒适指数较高;盐池、海原、固原的温湿舒适指数分布在10—15;西吉、隆德、地区的温湿舒适指数范围在10以下，气候舒适度为冷、不舒适。风寒舒适指数分布在9—19，其中六盘山地区的风寒舒适指数最低。在夏季见上页图1，温湿舒适指数分布在15—36，南部山区温湿舒适指数最高，舒适。中卫、中宁、同心以北地区为偏热、较舒适，六盘山为较不舒适。风寒舒适指数分布在17—27，分布情况类似于温湿舒适指数。在秋季见上页图2，与春季的温湿舒适指数空间分布规律相似，只是温湿舒适指数较低。风寒舒适指数分布在9—19，与春季相似，但在空间分布上个别区域，如红寺堡、同心、固原、隆德等地存在差异。在冬季见上页图2，吴忠、中宁、红寺堡附近地区的温湿舒适舒适度较高，相比其余地区较为舒适。在冬季风寒舒适指数以石嘴山南部、平罗西部、贺兰、银川等地区舒适指数最高。整体来看，宁夏的综合舒适指数年内变化较大，规律性较强。受地形影响较大，如六盘山一直为综合舒适指数最低的区域。

五、结论与对策

宁夏回族自治区有较为丰富的自然生态旅游。昼夜温差大，四季分明，气候对户外旅游活动的影响较大。通过旅游气候舒适度评价发现，宁夏整体区域在气候舒适度上可大致划分为两个部分：一是以宁夏平原地区为主、春秋适宜型气候为代表的，包括石炭井、惠农、石嘴山、平罗、贺兰、陶乐、银川、永宁、灵武、青铜峡、吴忠、盐池、中卫、中宁、同心等15个市县在内的宁北地区。二是以宁夏南部六盘山区为主、夏适型旅游气候显著，包括韦州、麻黄山、兴仁、海原、固原、隆德、西吉、泾源、六盘山等9个市县的宁南地区。其中，宁南地区的六盘山海拔较高，以山地为主，地形地势对气候舒适度的影响较大，无舒适期。

通过分析地区之间的差异与纬度、地形和自然气候的关系，为宁夏区域开发和旅游活动提供几点对策。

第一，宁南地区在气候舒适度上与宁北地区相比处于劣势，但该地区年降雨量远大于宁北地区，且有条件良好的原始森林，在发展生态旅游业方面具有先天优势，可在此基础上建立生态文明教育保护基地，加强该地区的环境保护意识。

第二，宁北地区属于春秋气候适宜型区域，但春秋季多风沙天气，对游客出行造成不利影响。可利用互联网向游客推送实时气候预报信息。

第三，由于区域的自然资源和气候的限制，整个宁夏区域的旅游发展要建立在生态友好型的基础上。宁南地区生态旅游业的发展需要一个长期的过程，需结合区域自身特点找准定位。银北地区要合理开发，植树造林，减少沙尘天气对户外旅游的不利影响。

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[责任编辑 晓 群]