宁夏旅游气候舒适度时空特征分析

杨亚丽, 王建英, 缑晓辉, 史 霖

(1.中国气象局 旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室,宁夏 银川 750002;2.宁夏气象防灾减灾重点实验室,宁夏 银川 750002; 3.宁夏气象服务中心,宁夏 银川 750002)

随着生活水平的日益提高,旅游逐渐成为人们休闲度假的主要方式之一,同时旅游业也成为国民经济的重要支柱和新的经济增长点．近年来,宁夏主动顺应大众旅游新时代多元化的市场需求,于2018年印发了《宁夏回族自治区“十三五”全域旅游发展规划》,旨在为发展宁夏全域旅游提供有力保障和大力支持．宁夏特殊的自然条件和人文环境孕育了丰富多样的旅游资源,粗犷雄浑的大漠风光、秀丽的塞上江南、古老神秘的西夏文化、绚丽多彩的民族风情等成为宁夏最具代表性的旅游资源[1]．不同的气候条件孕育着不同的自然景观,同时气候条件也是影响出行旅游的重要因子[2],其中,气温、湿度、风等气象因子是影响人类正常生活的重要因素,不同的气象因子及其组合会对人体产生不同的生理影响[3]．不少学者通过人体舒适度指数、风效指数、温湿度指数、寒冷指数等指标对多地旅游气候舒适度进行研究[2,4—10],但研究区域主要集中在沿海发达城市或者旅游资源较为丰富的地区,对西北内陆尤其是宁夏，该方面的研究较少．孙银川等从体感温度的角度对宁夏六盘山区夏季旅游气候舒适度进行研究[11],结果表明,六盘山的夏季无最舒适时间,舒适和较舒适时间较少,舒适度较差．刘玉兰等分析1961—2009年宁夏人体舒适度的变化趋势及银川市人体舒适度的季节分布特征[12]．赵光平等的研究表明,在全球变暖的背景下[13],宁夏的年平均气温呈上升趋势．而且,随着全球气候的变化,近年来极端高温事件逐年增多[14—15],避暑已成为人们旅游出行的主要目的.笔者基于宁夏25个气象观测站的日值资料,分析近11 a宁夏逐月旅游气候舒适度的分布及变化特征,研究结果可为宁夏全域旅游发展提供参考．

1 资料与方法

1.1 研究区概况

宁夏地处西北内陆高原,属于典型的大陆性气候;最南端的六盘山区属半湿润区,卫宁平原以北属干旱区,其他地区为半干旱区;四季分明,具有冬少严寒、夏无酷暑、春暖宜人、秋高气爽的特点．各地年平均气温5.6～10.1 ℃,自南向北递增.1月最冷,月平均气温为-7.3 ℃,7月最热,月平均气温为22.4 ℃．年降水量为167.2～618.3 mm,且自南向北递减．

六盘山区位于宁夏的最南端,终年气候凉爽,空气湿润,林木繁茂,年降水量超过600 mm,成为突起于黄土高原之上的“绿岛”“湿岛”,有“春来秋去无盛夏”之说,自古以来就是避暑游览的胜地．

1.2 资料来源

宁夏建有26个国家基本气象观测站.文中剔除麻黄山站,选取其他25个站点2008—2018年的气温、相对湿度、风速等气象因子的日值资料,分析全区平均及5市的旅游气候舒适度变化特征．由于六盘山的海拔较高,气候特征也明显不同与其他地区且旅游资源丰富,将该站的资料进行单独分析,探讨旅游气候舒适度的分布特征．由于该站地处六盘山海拔较高的区域,该站的分析结果仅代表六盘山海拔较高的区域.

1.3 计算方法

旅游气候舒适度是指人们无需借助任何消暑避寒手段就能保证生理过程正常进行的气候条件．人体舒适度指数是从气象角度评价在不同气候条件下人的舒适感,是比较常用的表征气候舒适度的方法．20世纪90年代开始,国内学者围绕人体舒适度指数展开广泛的研究,提出不同形式的计算公式[16—17]．文中选用我国气象台站常用的人体舒适度指数经验公式[18]:

kssd=1.8×t-0.55×(1.8×t-26)×

(1)

式中:kssd为人体舒适度指数;t,r,v分别为气温(℃)、相对湿度(%)及风速(m/s)的日平均值．

按照规定的统一标准将其划分为9个级别,其中,将1～3级划分为冷不舒适等级,4～6级划分为广义舒适等级,7～9级划分为热不舒适等级(表1).

表1 人体舒适度指数等级描述

2 结果与分析

2.1 年平均时间分布

利用人体舒适度公式,计算宁夏25个气象观测站2008—2018年逐日人体舒适度指数,并根据人体舒适度指数9个等级(寒冷、冷、凉、凉爽、舒服、稍热、热、炎热和酷热)分析全区5市及六盘山地区各等级的年平均分布时间．结果表明,宁夏全区人体舒适度指数主要集中在1～6级,即寒冷、冷、凉、凉爽、舒服、稍热,大部分时间表现为舒适到偏凉(舒适度指数为3～5)的体感状态．一年中舒适(舒适度指数为5)的日数所占比例最大,占全年总日数的1/3;其次是冷和凉,寒冷和凉爽的日数占比较小,在10%左右;稍热日数最少,仅为1%(图1)．因此,全区平均适宜户外旅游的时间较长,寒冷日数少,且冷、凉天气特征比较明显．

图1 全区平均人体舒适度指数各级分布

为更准确地分析各市人体舒适度指数的分布特征,笔者对各市所有区域的计算结果进行分析(表2)．由表2可知,各市冷、不舒适(寒冷、冷、凉)的时间为172.8～218.4 d,占全年的47.3%～59.8%,体感较冷,不适宜户外活动,其中,固原市的时间最长;广义舒适(凉爽、舒适、稍热)的时间在5市有146.9～191.7 d,所占比例为40.2%～52.5%,其中,固原市舒适时间较少,凉爽时间最多,未出现稍热等级,中北部4市的舒适日数较多,超过全年日数的1/3.因此,在一年中,中北部4市有一半以上的时间适宜旅游,而固原市相对较少;六盘山全年舒适度表现为4个等级,即寒冷、冷、凉、凉爽,其中前3者占比超过了95%,而凉爽时间仅占4.3%,冷凉特征明显,不太适宜旅游(表2)．

表2 宁夏各地人体舒适度等级年平均日数及所占比例

不同舒适度等级在空间分布上有明显的变化特征．冷、凉、凉爽日数(舒适度等级为2～4)自北向南依次增多,南部的固原市最多,这主要与固原市地处六盘山区、海拔较高有关;而适宜旅游的舒适和稍热等级日数的分布却是南少北多,其中舒适日数中北部4市明显多于南部的固原市,稍热天数全区整体较少(图2)．

图2 宁夏人体舒适度各等级空间分布

2.2 年变化特征

全区各地逐月人体舒适度指数为24～68,其中,六盘山为24～41,全年为寒冷、冷、凉的体感,不适宜户外活动.各地舒适度指数的年变化趋势基本一致,最低值出现在1月和12月,其次是2月,此时较冷,不适宜开展户外旅游活动;最高值出现在7月,其次是6月和8月,各地为凉爽和舒适的状态,特别适合人们消夏避暑旅游．年波动范围最大的是银川市,六盘山的最小,且舒适度指数在不同月份中均表现为最小．广义舒适等级(舒适度指数为50～75)区域分布在中北部4市的4—10月,而固原市在5—9月,此时中北部4市的平均气温为16.2℃,平均相对湿度为51%,平均风速为1.8 m/s,固原市的平均气温为15.5 ℃,平均相对湿度为61%,平均风速为2.3 m/s,各地气象条件适宜,是宁夏各景区旅游舒适度适中的月份,非常适宜户外活动.此外,各地舒适度指数均未达到热不舒适范围(kssd>75)(图3)．

图3 宁夏人体舒适度指数的年变化特征

各市逐月舒适度等级日数分布特征如图4所示.1,2月各市以冷为主,冷等级日数在15 d左右,其次有6～10 d为寒冷天,体感较冷,不适宜户外活动.进入3月后,中北部4市的凉等级日数明显增多,其中,银川市的平均凉等级日数达17.8 d,随着气温的升高,4市的凉爽日数开始增多.4月的凉和凉爽日数增加到16～20 d.5—9月,4市的平均舒适日数在15～24 d,占月天数的50%以上,是宁夏户外旅游的最佳时期,其中5,9月的凉爽日数也较多,有5～7 d,在最热的7月,4市稍热天数也较少,有1.3～5.5 d.而地处六盘地区的固原市升温慢,3月仍较冷,到4月才逐渐以凉为主,凉等级日数为15.7 d.5月仍以凉和凉爽日数居多,所占比例超过63%,其次是舒适,有8.4 d.到6月舒适日数增加到16.1 d,凉爽日数也较多,直到7月舒适日数达全年最多(21.6 d),占7月总日数的72%,无稍热等级天气,适合人们休闲避暑.8月的固原市仍以舒适为主,由于海拔较高,山区气候特征明显.到9月舒适日数骤减,而凉爽日数明显增多到11.1 d,为5市最多.10月气温下降,体感转凉,各市凉等级日数迅速增多至14.6～17.1 d.到11月各地冷日数增多,有12.1～15.7 d,其次是凉,日数为7.4～11.5 d.12月各市为冷的状态,冷日数为14.6～17.3 d,同时寒冷日数也增加到6.5～8.9 d．综上所述,中北部4市在4—9月、固原市在5—9月处于凉爽、舒适的状态,气候宜人,适宜休闲度假、避暑旅游．

六盘山在1—4月、9—12月以寒冷和冷为主,有180.7d.5,9月处于凉和冷的状态,6—8月以凉为主,凉爽日数较少,其中7月的凉爽日数最多仅为4.9 d(图4).由此可见,六盘山全年大部时段较冷,不宜进行户外活动．

图4 宁夏人体舒适度各等级日数的逐月分布特征

2.3 季节分布特征

四季划分标准:3—5月为春季,6—8月为夏季,9—11月为秋季,12月到次年2月为冬季．各市冬季的舒适度指数基本上低于38,冷不舒适特征明显,春季和秋季的舒适度指数为38～55,体感为凉爽到凉,夏季各地的舒适度指数为55～70,为最舒适状态(图3),因此,春、夏、秋季的大部分时段属于体感舒适范畴,特别适合人们进行户外活动．

冬季的5市以冷为主,冷等级日数有44.0～48.5 d,寒冷日数较少,有15.1～24.3 d,其中,吴忠市寒冷天数(15.1 d)略少于其他4市的;春季各市为凉、凉爽以及舒适的体感状态,其中舒适和凉爽日数为30.3～51.2 d,占春季总天数的33.7%～56.9%,而固原市适宜旅游的日数为5市最少.夏季各地以舒适为主,舒适日数为60 d左右,其中固原市最少(56.1 d),银川市最多(66.6 d),此外,银川市的稍热天数较多(9.4 d),固原市未出现稍热天气,但其凉爽日数为5市最多(12.5 d);各地广义舒适日数为68.6～79.0 d,占夏季总天数的76.2%～87.8%,非常适合人们避暑．秋季各市凉等级天数较多,占秋季总天数的33%左右,其次是舒适和凉爽日数为26.8～40.1 d,其中,固原市舒适日数最少,体感偏凉,适宜旅游的日数最少．由于六盘山地区的海拔较高,冬季以寒冷和冷为主,总日数超过70 d;春季和秋季的六盘山体感同样为寒冷、冷和凉的状态,冷不舒适特征明显;夏季六盘山地区体感以凉为主,凉爽日数较少,无舒适日,其平均最高气温为16.4 ℃,相对湿度为75%.因此,夏季六盘山地区为湿凉状态,不适宜避暑旅游(图5)．

图5 宁夏人体舒适度各等级时间的季节分布特征

3 结论与讨论

全区平均人体舒适度指数主要集中在1～6级,即寒冷、冷、凉、凉爽、舒服、稍热,大部分时间为舒适到偏凉(舒适度指数为3～5)．一年中舒适时间居多,其次冷、凉特征也比较明显;全区平均舒适度指数空间分布特征明显,冷、凉等级时间南多北少,而舒适时间却是北多南少;中北部4市的4—9月、地处六盘山区的固原市5—9月为凉爽到舒适的体感状态,适宜开展户外活动,其中,固原市适宜旅游日数(138.6 d)较少,吴忠市(191.7 d)最多;各市夏季适宜旅游的日数最多,为68.6～79.0 d,占夏季总天数的76.2%～87.8%,非常适合避暑;其次是春季和秋季,适宜户外活动的时间分别为30.3～51.2,26.8～40.1 d,其中,固原市春季、秋季适宜旅游的时间为5市最少;冬季各地冷,不舒适特征明显,不适宜旅游．全年冷凉特征明显,不适宜户外旅游.该结论与孙银川等的研究结果一致[11]．

笔者从气温、湿度以及风速的角度详细分析宁夏各地旅游气候舒适度的时空分布特征.由于影响旅游气候舒适度的因素较多,除了气温、湿度、风速,还有日照、气压等,还需考虑多个因子、从不同角度,对旅游气候进行评价分析,从而使研究结果更接近于实际,该方面有待进一步研究．