巩乃斯避暑旅游气象指数分析与评价

霍 锦

（和静县气象局，新疆 和静 841300）

巩乃斯地区位于新疆和静县西北部，距和静县城255 km，总面积为2 277 km2，其中草原面积为8.29×104hm2，森林面积为7.9×104hm2，东南与额勒再特乌鲁乡相连，西与伊犁那拉提5A级旅游景区接壤，北与尼勒克县、乌苏县、沙湾县毗邻。受伊犁河谷暖湿气流影响，巩乃斯形成了一个独特的生态环境，尤其是夏季，气候凉爽宜人，是天然的避暑和旅游胜地。巩乃斯地处新疆旅游黄金线上，是天山山区旅游资源富集区，旅游资源类型极为丰富，其等级、密度位居新疆前列，每年6—9月是旅游的黄金季节，辖区内主要景区有巩乃斯国家森林公园、阿尔先温泉、班禅沟、“云梯”、洪加里克瀑布、伊开结楞沟、野猪林等，旅游开发前景十分广阔。同时，以“东归文化”为主旋律的草原文化是巩乃斯旅游的一个亮点，也是新疆特色旅游的一个重要组成部分。2019年3月巩乃斯景区被评为自治区级生态旅游示范区。

近年来，国内外许多专家、学者从不同角度对旅游气象及夏季避暑旅游等方面做了诸多研究，利用不同的评价指标对旅游地的气候资源进行了分析和评价。吴普等[1]从旅游产业发展的角度，构建了夏季避暑旅游指标体系。侯亚红等[2-4]从气象角度对气候资源及舒适度进行了分析，为当地旅游业发展，游客科学选择旅游目的地提供了依据。向红琼等[5]分析和探讨了山地高分辨旅游气象舒适度时空分布特征。侯亚红等[6]开展了避暑旅游气候条件和避暑旅游气象指数研究。杨舒琳等[7]对盛夏避暑旅游气候资源区划进行了研究。吾米提·居马太[8]对新疆16个主要旅游城市舒适度进行了分析。张新庆等[9-10]根据温湿度、风效等指数对旅游舒适度进行了评价。这些研究取得了较好的效果，为当地气候资源的开发、利用以及旅游业的发展提供了科学参考。但因研究方法和指标不同，各地评价结果也存在诸多差异，尤其是高山、草原等旅游气候舒适度方面的研究相对较少。新疆自然风光独特，旅游资源丰富，近年来旅游产业发展迅速，但旅游气象方面的研究起步较晚，尤其是避暑旅游方面的研究甚少。探索适合新疆天山山区的避暑旅游评价方法和指标，对促进新疆旅游业的发展具有深远的意义。本文以巩乃斯创建5A级旅游景区为依托，意在从气象的角度，对巩乃斯旅游气候舒适度指数进行分析和综合评价，找出巩乃斯避暑旅游气候资源优势，为避暑旅游活动的合理开展，避暑旅游项目的开发以及巩乃斯打造“避暑旅游气候品牌”提供科技支撑。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取巩乃斯自动站及和静国家站2009—2018年6—8月的逐日平均气温、最高气温、极端最高气温、相对湿度、风速等气象观测资料。

1.2 研究方法

1.2.1 人体舒适度指数简介

结合巩乃斯地区的气候特点，人体舒适度指数采用雷桂莲等[11]人体舒适度指数计算模型。人体舒适度的等级划分参照中国气象局规定的标准，采用9级分类法（表1）。

表1 人体舒适度指数等级

式中，ICHB为人体舒适度指数，T为气温（℃），RH为相对湿度（%），V为风速（m/s）。

1.2.2 通径分析法

通径分析法是回归分析的延伸，最早由SewallWright[12]于1921年提出来的，用于分析多个自变量与因变量之间的相对重要性的一种多元统计分析方法，可以处理较为复杂的变量关系，目前已在诸多领域中广泛应用。通径分析是通过计算直接通径、间接通径系数及总通径系数确定影响因素的权重因子，来表示某一变量对因变量的直接作用效果、间接作用效果和综合作用效果[13]。在多元回归的基础上建立通径系数方程组，求解下列方程组，即可得到各自变量的直接通径系数[14]。

式中，n为自变量个数，rii=1，rij=rji（i，j≤n），rij是各自变量间的相关系数，riY是各自变量与因变量之间的相关系数。最后计算Xi通过Xj形成的间接通径系数rijPi。

1.2.3 模糊综合评价法

模糊综合评价法是一种基于模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价的一种综合评价方法。1965年，美国学者Zaden首先提出了模糊集合的概念[15]，用于对事物的不确定性进行综合评价。模糊综合评价法能较好地解决模糊的、难以量化的问题，具有结果清晰、系统性强的特点，现已广泛应用于诸多领域。首先，确定模糊评价要素的论域为：U=（气温t，空气湿度f，风速v）；其次，选定评价的论域为：A=（很舒适B1，舒适B2，较舒适B3，不舒适B4）。参考其他学者[16-18]提出的标准，结合巩乃斯地区人体感觉最舒适的气候条件，以气温21℃、相对湿度70%、风速2 m/s为标准，分别建立气温、相对湿度及风速的隶属方程。

式中，t、f、v分别代表气温（℃）、相对湿度（%）、风速（m/s），a=0.047 6，b=0.003 8，c=0.563 4。将巩乃斯夏季各月的气候要素值分别代入各隶属函数方程，即可得出各月平均气温、平均相对湿度和平均风速的隶属函数值。规定各气象要素隶属函数值：μ≥0.85，很舒适；0.75≤μ＜0.85，舒适；0.60≤μ＜0.75，较舒适；μ＜0.60，不舒适。建立U到A的评判矩阵R，R中的每个元素是U中各因素诸记录隶属函数对应A中各等级的个数在该因素中所占的百分率。如：巩乃斯2009—2018年6月，气温很舒适、舒适、较舒适和不舒适的次数分别为21、5、2、2，在近10 a气温记录中占比分别为0.700 0、0.166 7、0.066 7、0.066 7，即为R中第1行元素。再对相对湿度和风速进行同样的计算，便可得到R中的第2行和第3行元素。以此类推，即可得到巩乃斯7、8月舒适度的单因素评价矩阵：

由于人体舒适度受多种因素的影响制约，故采用模糊综合评价法进行综合评判。用数学方式可表达为U的一个模糊子集V，并设3个要素的权重分配为[19]∶V=（0.60，0.20，0.20），B=V·R（其中B为综合评判结果），B=（0.526 7，0.226 7，0.160 0，0.086 6）。经归一化处理后得：B=（0.53，0.23，0.16，0.09）。

2 结果与分析

2.1 避暑气象要素对比分析

旅游气候舒适度与空气温度、相对湿度、风速等气象因子之间存在很大的相关性[20]，因此，分析巩乃斯、和静夏季气象要素状况对研究巩乃斯避暑旅游气候资源优势具有重要意义。由表2可知，巩乃斯地区日平均气温为12～15℃，比和静低10℃；日最高气温为20～23℃，其中7月最高，8月次之，6月最低。巩乃斯夏季极端最高气温为33.9℃，35℃以上高温天气少有，且极端最高气温多数在30℃以下，仅极少数超过30℃；最热月（7月）日平均气温为14.5℃，也比和静低10℃左右。适宜的气温有利于避暑旅游，是夏季躲避高温酷暑考虑的首要因素。巩乃斯地区受伊犁河谷暖湿气流影响，夏季暖湿气流携带水汽进入，相对湿度增大。夏季日平均相对湿度在60%～70%，比和静高出了20%左右，湿度条件对人体非常适宜。巩乃斯地区的大风天气多出现在春季，夏季风速不大，6—8月日平均风速值接近3.0 m/s，比和静略高。干燥或者闷湿的气候条件都会影响游客的舒适感，适当的风速对缓解夏季的闷热、增加旅游舒适度十分有利。从气候舒适度指数来看，巩乃斯6—8月气候舒适度指数均为-1级、-2级，即凉爽、舒适和凉。和静的夏季人体舒适度指数为65.1，属0级，即舒适。通过对比分析可以看出，巩乃斯地区属山地气候，夏季气候凉爽、湿度适宜、风速不大，且人体体感凉爽、舒适，是夏季避暑旅游的首选地。

表2 2009—2018年巩乃斯与和静夏季避暑气象要素对比分析

2.2 夏季人体舒适度指数分析

夏季是避暑旅游的旺季，也是人体对气候舒适度的反应最为敏感的季节。对夏季人体舒适度的变化规律进行分析，利于公众选择合适的旅游线路和避暑地。统计资料显示，近10 a来巩乃斯夏季人体舒适度指数呈波动上升趋势。6、7、8月、夏季平均的人体舒适度指数气候倾向率分别为1.6/10 a、2.8/10 a、0.2/10 a、1.5/10 a，其中7月人体舒适度指数最高，增长幅度也最大，且通过了显著性检验。夏季增幅最小，为0.2/10 a，未通过显著性检验。统计巩乃斯地区夏季避暑旅游气候舒适度等级日数（表3）可知，巩乃斯夏季舒适天数占67.2%，很舒适天数占32.8%，即6—8月92 d中，约63 d人体感觉舒适，约37 d人体感觉很舒适，不舒适天数比例仅占33%。从各月舒适度情况来看，7月是夏季最舒适的月份，舒适天数为24 d，占75%，其次为8月、6月。

表3 巩乃斯6—8月避暑旅游气候舒适度各等级平均天数

2.3 人体舒适度指数影响因子权重分析

人体舒适度指数（ICHB）与空气温度、相对湿度及风速之间有很好的相关关系[13，21]。由于各气象因子之间也存在相互影响、相互制约的关系，故采用通径分析法分析人体舒适度指数各变量因子之间的关系，以估算每个影响因子对人体舒适度指数（ICHB）的直接影响以及一个影响因子通过另一个影响因子对人体舒适度指数（ICHB）的间接影响，从而确定人体舒适度指数权重影响因子。

由表4可知，人体舒适度与空气温度呈正相关，而与相对湿度和风速呈负相关。空气温度的直接通径系数最大，为0.867 3，且通过了显著性检验。这说明气温对人体舒适度的影响最大，是最主要的影响因子。相对湿度的直接通径系数较小，通过温度、风速对人体舒适度指数的间接通径系数也较小，这说明湿度通过温度、风速对人体舒适度影响也较小。风速的直接通径系数虽较大，且通过了显著性检验，但通过温度、湿度对人体舒适度指数的间接通径系数却较小，这说明风速对人体舒适度虽有直接的影响，但通过温度、湿度对人体舒适度影响较小。气温是影响巩乃斯夏季人体舒适度的最主要因子，其次为风速、湿度。湿度、风速对人体舒适度都有负的影响，且影响程度风速大于湿度。

表4 人体舒适度指数ICHB与各影响因子的通径系数

3 避暑旅游舒适度综合评价

由图1可知，通过模糊综合评判方法得出综合评判结果与人体舒适度指数计算结果基本一致，且模糊综合评判结果与舒适度指数影响因子权重分析比较发现，当气温取最舒适气候标准21℃时，模糊综合评判法结果与气温的相关性高达0.867 3，直接通径系数达0.747 9。这说明在利用模糊综合评判方法评价巩乃斯地区的避暑气候资源时，当气温为21℃、相对湿度为70%、风速为2 m/s时，是该地最舒适的气候标准。从模糊综合评判结果来看，近10 a巩乃斯地区6—8月舒适气候（宜人天气）指数（B1+B2+B3，其中：B1为很舒适，B2为舒适，B3较舒适）概率值在0.5～0.8，不舒适指数B4值在0.4以下，总体来说巩乃斯气候舒适状况良好。6月舒适旅游气候指数呈波动上升趋势，7月虽略有下降，但整体指数较高，8月和夏季（6—8月）相似，但8月指数在2014年左右出现了低谷值。夏季气候舒适状况表现出分布不均的现象，其中7月最高，8月次之，6月最小，这说明巩乃斯地区为山地地形，海拔高度接近2 000 m，夏季气温对避暑旅游气候舒适度有显著影响。总体上巩乃斯山区夏季气候舒适度指数较高，气候宜人，无高温、高湿天气，且风速不大，舒适气候贯穿于整个夏季，是适宜的旅游季节，尤其是舒适度状况最好的是7—8月，这一时期是到巩乃斯山区旅游的最佳时间。

图1 模糊综合评判结果（虚线）和人体舒适度指数计算结果（实线）比较

4 结论与讨论

（1）近10 a来，巩乃斯夏季极端最高气温大都在30℃以下，极少超过35℃，夏季日平均最高气温在20～23℃，比和静低10℃左右，湿度适宜，风速较小，且6—8月气候综合舒适度指数较高，是避暑旅游的“黄金”时期，尤其是7月综合舒适度指数最高，且7月当地山花烂漫，是避暑旅游的最美、最舒适的月份。夏季游客大部分时间是在户外活动，巩乃斯夏季的气候能充分满足游客避暑旅游的清凉需求。建议有关部门充分挖掘巩乃斯山区的旅游资源，抓住夏季气候舒适宜人的优势，促进巩乃斯地区旅游业的进一步发展。

（2）巩乃斯人体舒适度指数与气温呈显著正相关，与相对湿度、风速呈负相关，气温对巩乃斯综合舒适度指数的影响最为明显。但由于区域自动站建站年限有限，利用仅10 a的资料进行分析和评价还存在一定的局限性。

（3）巩乃斯夏季气候舒适度指数与模糊综合评价法计算气候综合舒适度指数基本一致，这说明以气温21℃、相对湿度70%、风速2 m/s为标准建立的综合气候舒适度评价模型适合巩乃斯地区。由于人体舒适度指数还与日照、AQI、紫外线强度等因素有关，本文仅分析气温、相对湿度、风速等直接相关的气象要素，对综合评价一地的综合气候舒适度还有一定的局限性。因此，今后有必要加入日照、AQI、紫外线强度等环境因子进行气候舒适度综合评价，使评价结果更加客观。