辽宁避暑旅游气候适宜度评价

侯亚红 息涛 明惠青 赵淼 关健华

(辽宁省气象服务中心，沈阳 110166)

引言

在全球变暖的背景下，夏季极端高温、暴雨事件频发，安全舒适的气候资源在旅游目的地选择中的作用越来越突出[1-2]。《2019年中国旅游研究报告》显示，到气候凉爽、风景宜人的地方，成为夏季旅游的首选，比例达到84.5%。避暑旅游资源及其指导性产品存在巨大的市场空间。辽宁位于黄海之滨，渤海之畔，是中国东北地区唯一的沿海、沿江和沿边的省份。受地理因素影响，四季分明，夏季平均气温在21～24 ℃之间，气温日较差明显，出现高温概率低，山区基本无高温，具备避暑旅游的气候特征。近几年，夏季避暑旅游得到辽宁地方政府的高度重视，当地结合自身地理优势，构建了森林、山地避暑养生和海滨、海岛嬉水纳凉等休闲产业体系，避暑旅游资源十分丰富，如何合理开发利用气候资源成为当地旅游开发亟待解决的问题。

关于避暑旅游气候适宜性研究，国内学者做了大量的工作。刘峰贵、孙银川等对避暑型旅游城市的气候条件进行对比分析[3-4]。张文强、杨舒琳等对避暑旅游气候资源及区划进行分析[5-11]，筛选出最适宜的避暑旅游景点。杨俊、马丽君等对中国旅游景区进行了避暑适宜性综合评价[12-17]。赵晶、刘逸等以综合舒适度模型为基础，建立了避暑旅游气候舒适度模型[18-20]。吴普、王立民等从旅游产业发展的角度，建立了避暑旅游气候适宜度评价方法和避暑旅游城市评价指标[21-23]。孙美淑等[24]指出，不同地域的气候舒适度阈值存在一定的差别，体感温度的舒适阈值受到地域环境的影响。我国幅员辽阔，不同地区气候差异较大，不能单纯地使用相同的避暑旅游气候适宜度模型。根据中国气象局《避暑旅游气候适宜度评价模型》(QX/T 500—2019)[25]，分析辽宁避暑旅游适宜度，但评价模型中部分因子，如日最高气温≥40 ℃，日降水量≥250 mm等在辽宁出现概率极低。从辽宁近30年(1991—2020年)气象资料分析，日最高气温≥40 ℃的常年平均日数，只有朝阳地区在0～0.3 d之间，其他地区均为0。日降水量≥250 mm的常年平均日数全省均为0。使得这2个因子在评价模型中成为无效因子，导致计算结果同质化，难以划分避暑旅游气候适宜度等级。本文基于中国气象局《避暑旅游气候适宜度评价模型》，利用体感温度建立气候舒适度等级，并综合考虑灾害性天气对避暑旅游的不利影响，根据辽宁夏季气候特点，调整了原评价模型中不同气象因子影响的权重，细化了避暑旅游舒适度分级标准和灾害性天气等级，给出了辽宁避暑旅游气候适宜度评价方法，分析了辽宁避暑旅游适宜度时空分布和避暑旅游城市排名，为公众及旅游相关部门了解当地避暑旅游气候资源提供参考。

1 资料和方法

1.1 资料

本文所用资料：①2008—2017年夏季(6—8月)辽宁省59个国家级气象站逐小时地面资料，气象要素包括气温、相对湿度和10 min平均风速。②2008—2017年夏季(6—8月)辽宁省59个国家级气象站地面日值资料和月值资料。日值资料包括日降水量(20:00至次日20:00) 、日最大风速、日最高气温和日最低气温。月值资料包括雷暴日数和高温日数。数据来源：中国气象局基于国省统一的数据环境(CIMISS)气象数据统一服务接口。所使用站点数据经过质量控制，逐小时地面资料剔除了能见度缺报和存在错误记录的时次。逐月资料剔除了雷暴日数空缺的年份。

1.2 研究方法

1.2.1 避暑旅游气候适宜度评价模型

应用“QX/T 500—2019避暑旅游气候适宜度评价方法”中避暑旅游气候适宜度计算公式，综合考虑夏季气候舒适度和高影响天气对避暑旅游的不利影响，既能体现气候舒适度在避暑旅游的重要性，又能通过高影响天气的风险高低左右避暑旅游地的评价：

L=100(B-M)

(1)

式中，L为避暑旅游气候适宜度，B为均一化后避暑旅游气候舒适度，M为均一化后高影响天气对避暑旅游影响程度[26-27]。

1.2.2 避暑旅游气候舒适度评价

避暑旅游气候舒适度评价以体感温度为依据，综合考虑气温、相对湿度和风速对体感温度的共同作用，其体感温度计算公式为[28]：

(2)

式中,TS为体感温度，Ta为日最高气温，Ti为日最低气温，T为时刻气温，以上单位:℃;VRH为时刻相对湿度，单位:%;V为10 min平均风速，单位:m/s。采用评价期内逐日有效避暑旅游时段，应用11:00、14:00、17:00和20:00地面观测资料[29]中气温、相对湿度和风速，日最高气温和日最低气温，分别代入式(2)中，求出各时刻体感温度TS。根据表1，得出各时次旅游气候舒适度等级i。

表1 旅游气候舒适度分级标准

避暑旅游气候舒适度计算公式为：

(3)

(4)

式中,B0为均一化前避暑旅游气候舒适度;i是旅游气候舒适度等级;ri为不同旅游气候舒适度等级i发生的频率；Ri为不同旅游气候舒适度等级i的影响权重，1级、2级、3级、4级分别为0.6，0.3，0.1和0[25];Di为不同旅游气候舒适度等级i发生的时刻次数;N为评价时期内参与统计的总时刻次数。

1.2.3 夏季高影响天气对避暑旅游的影响

应用高温、强降水、雷暴和大风灾害数据建立夏季高影响天气对避暑旅游影响模型如下：

(5)

式中,M为高影响天气对避暑旅游综合影响指标；j为各类型高影响天气，j=1为高温天气，j=2为强降水天气，j=3为雷暴天气，j=4为大风天气；Mj为均一化后的各高影响天气j的影响指标；Rj为各高影响天气j指标权重。

结合辽宁本地气候特点，调整“避暑旅游气候适宜度评价模型”中灾害天气的等级和影响权重。针对旅游目的地高温、强降水、雷暴、大风等夏季灾害性天气气候特点，统计2008—2017年6—8月辽宁气象灾害数据和发生频次，计算单一灾害影响程度。其中强降水对旅游致灾影响最大，后依次为雷暴和大风，高温天气虽然致灾影响不如以上3种天气，但对避暑旅游影响最直接，出现频次最高。根据上述4种灾害性天气在辽宁出现的频次和影响，把高温、强降水、雷暴和大风的权重定为0.45、0.3、0.15和0.1。其中高温、强降水和大风影响指标计算公式为:

(6)

(7)

式中，M0(1、2、4)为均一化前高温、强降水和大风天气影响指标;p为强度等级;rp为各强度等级p的发生频率；Rp为各强度等级的影响权重;Dp为各强度等级发生的日数;N1为评价时期内所有日数。

各强度等级的影响权重Rp参照QX/T 500—2019 避暑旅游气候适宜度评价方法,雷暴影响指标计算如下：

M0(3)=r3

(8)

r3=D3/N3

(9)

式中，M03为均一化前的雷暴天气影响指标，r3为雷暴的发生频率，D3为雷暴日数，N3为评价时期内所有日数。

根据辽宁夏季气温和降水特点[30]，雷暴灾害分为有和无2个等级；大风灾害分为日最大风速≥10 m/s、日最大风速≥15 m/s、日最大风速≥17 m/s 3个等级；高温灾害分为日最高气温≥33 ℃、日最高气温≥35 ℃、日最高气温≥37 ℃ 3个等级；暴雨灾害分为日降水量≥50 mm、日降水量≥100 mm、日降水量≥150 mm 3个等级。

1.2.4 均一化处理方法

由于避暑旅游气候舒适度、高影响天气影响因子等量纲不同，避暑旅游气候舒适度和高影响天气影响因子需进行均一化处理，保证各个因子数值不超过1，量纲统一。避暑旅游气候舒适度均一化公式为:

B=B0/CB

(10)

式中，CB为常数，理想状态下，当避暑旅游气候舒适度评价期内所有时刻体感温度都在22～24 ℃之间，即避暑旅游气候舒适度等级为1级很舒适，此时根据式(3)，r1为1，并乘以1级的权重Ri(Ri=0.6)，得到B0的理论最大值为0.6，记为CB。

高影响天气均一化公式为:

M=M0/CM

(11)

式中，M0为均一化前高温、强降水、大风和雷暴天气影响指标。CM为M0在全省的最大值。

1.2.5 避暑旅游气候适宜度等级划分

根据5 d滑动平均气温稳定通过22 ℃的入夏标准和旅游气候舒适度分级标准(表1)，综合考虑了夏季气候舒适度和高影响天气的不利影响后，通过对辽宁59个地市(县)的避暑旅游气候适宜度的计算、对比和调整，确保避暑旅游气候适宜度L较高的地市(县)平均气温处于22～24 ℃之间，并且高影响天气影响指标相对较小。根据以上原则，确定避暑旅游气候适宜度等级划分为四级，等级划分见表2。

表2 辽宁省避暑旅游气候适宜度L等级

2 结果与分析

2.1 避暑旅游气候舒适度分析

2.1.1 避暑旅游气候舒适度时间分布

计算辽宁夏季逐日有效避暑时段(11:00、14:00、17:00和20:00)4个时次的体感温度，依据避暑旅游气候舒适度分级标准(表1)得出辽宁夏季有效避暑时段气候舒适度等级频率(表3)，从表3中可以看到，辽宁夏季从“较舒适”到“最舒适”的分级占比比例达到76% ，最舒适”、“舒适”和“较舒适”比例分别为17% 、33% 和 26%，不舒适比例为24%。其中6月避暑旅游气候“较舒适”以上等级的比例最高，达到91%，7月和8月比例相近，分别为68%和69%。说明6月辽宁避暑旅游气候舒适度最高，7、8月次之。

表3 辽宁夏季有效避暑时段气候舒适度等级频率 %

图1是2008—2017年辽宁6、7、8月11:00、14:00、17:00、20:00气候舒适度等级频率，图中14:00数据显示，6、7、8月4级(不舒适)频率分别是16%，50%和41%，均高于其它3个时次，其中7月占比最高， 8月次之。20:00数据显示， 6、7、8月1级(最舒适)和2级(舒适)频率之和均在60%以上，尤其是8月，1级和2级频率之和达到了82%，明显高于其它3个时次。11:00数据显示，6月1级和2级频率均较高，4级频率较低，只有8%，7月4级频率明显增加，达到33%，8月又下降至22%。17:00数据显示，6月1级和2级频率均处在中等水平，4级频率较低，为11%。7月4级频率增加到40%，8月下降至29%。

图1 2008—2017年辽宁有效避暑时段6月(a)、7月(b)、8月(c)不同时次气候舒适度等级频率

以上分析表明,辽宁6月全天气候舒适度较好，7、8月晚间气候舒适度较好，白天气候舒适度稍差。这是因为辽宁6月气温还普遍较低，全省大部入夏时间普遍在6月中下旬。7、8月处在盛夏，白天气温较高，气候舒适度等级较低，但晚间凉爽，气候舒适度等级较高。

2.1.2 避暑旅游气候舒适度空间分布

图2a是辽宁夏季(6—8月)气候舒适度空间分布。由图可见，夏季辽宁大部避暑旅游气候舒适度较好，辽东和辽南气候舒适度优于辽宁中部和西部。辽宁东部的本溪和沿海的丹东、大连、葫芦岛和锦州南部体感温度适宜，气候舒适度等级最高，避暑气候条件更好。朝阳和中部的沈阳、鞍山北部、辽阳气候舒适度等级较低，避暑气候条件稍差。

图2b～d是 6、7、8月逐月避暑旅游气候舒适度空间分布。由图可见，辽宁6月气候舒适度最高，舒适面积几乎覆盖全省。其次是8月，除了沈阳南部、辽阳、鞍山北部、营口南部气候舒适度程度较差外，其他大部地区气候舒适度均较高，尤其是北部和东、西部山区，白天舒适，夜里凉爽，更适合避暑旅游。7月辽宁气候舒适度相对较低，尤其是辽宁西部和中部，白天炎热，早晚温差缩小，体感温度较高，拉低了气候舒适度值。避暑旅游气候舒适度较高的地区集中在东南部的本溪、丹东和大连一带，适合沿海、沿江和山地避暑旅游。

图2 辽宁夏季(a)、 6月(b)、7月(c)、8月(d)避暑旅游气候舒适度空间分布

2.2 避暑旅游高影响天气分析

图3是辽宁避暑旅游高影响天气风险分布。由图可见，夏季(6—8月)辽西大部避暑旅游高影响天气风险较大(图3e)。暴雨的高风险区在东南部的宽甸、丹东和凤城一带(图3a)。高温的高风险区在朝阳和锦州西部(图3b)。大风的高风险区在铁岭北部、彰武、北镇、凌海、 营口和长海(图3c)。雷暴的高风险区在铁岭、抚顺东部、朝阳西部和庄河一带(图3d)。从时间分布来看(图略)，7月和8月辽宁旅游高影响天气风险较大，尤其是7月，受暴雨和高温等气候条件的影响，旅游高影响天气风险最大，6月旅游高影响天气风险最小。

图3 辽宁避暑旅游高影响天气风险分布:(a)暴雨,(b)高温,(c)大风,(d)雷电,(e)灾害天气

2.3 避暑旅游气候适宜度评价

图4是辽宁避暑旅游气候适宜度空间分布，按照表2的分级标准，图中蓝色区域避暑旅游气候适宜度为1级，很适宜。深绿色区域为2级，适宜。浅绿色区域为3级，较适宜。红、橙和黄色区域为4级，不适宜。表4是辽宁6、7、8月和夏季避暑旅游气候适宜度排名。由图4和表4可见，辽宁夏季(图4a)避暑旅游气候适宜度由西北到东南逐渐增强，辽宁59个地市(县)中，很适宜避暑的地市(县)有14个，适宜避暑的地市(县)有22个，较适宜避暑的地市(县)有16个，不适宜避暑的市地有7个。而从各个月的分布上可以看出，6月(图4b)避暑旅游气候适宜度最强，适宜面积最大，较适宜以上面积基本覆盖了除朝阳以外的大部分地区。6月辽宁避暑旅游气候适宜度排名(表4)前15位的地市(县)均为1级，很适宜，范围覆盖了辽东山区和辽南沿海大部分地区。排在前5位的是金州、盘锦、营口、东港和黑山，基本上集中在南部沿海一带。8月(图4d)避暑旅游气候适宜度次之，除了辽西西部和辽宁中部适宜度稍差之外，其他大部也都在较适宜以上级别。8月辽宁避暑旅游气候适宜度排名前15位的地市(县)均为1级(很适宜)，范围覆盖了辽东、辽北和辽南沿海。排在前5位的是旅顺、法库、长海、桓仁和昌图。7月(图4c)避暑旅游气候适宜度较差，避暑旅游气候适宜度较适宜以上级别的范围明显缩小，分布在辽宁北部、东部和东南沿海一带。7月避暑旅游气候适宜度较适宜以上级的地市(县)仅占全省的30%左右，排名前15位的地市(县)有3个1级(很适宜)，5个2级(适宜)和7个3级(较适宜)，主要分布在大连、营口、本溪、丹东和抚顺东部。排在前5位的是长海、旅顺、皮口、瓦房店和草河口，集中在东南部的大连和本溪。

图4 辽宁夏季(a)、6月(b)、7月(c)、8月(d)避暑旅游气候适宜度空间分布

表4 辽宁避暑旅游气候适宜度排名(前15名)

3 结论

(1)利用体感温度和对体感温度有直接影响的气温、相对湿度和风速，综合考虑灾害性天气对避暑旅游气候舒适度的影响，对辽宁59个地市(县)进行避暑旅游气候适宜度评价，划分为很适宜、适宜、较适宜和不适宜4个等级。

(2)辽宁避暑旅游气候适宜度由西北到东南逐渐增强，辽宁59个地市(县)中，很适宜避暑的地市(县)有14个，适宜避暑的地市(县)有22个，较适宜避暑的地市(县)有16个，不适宜避暑的市地有7个。

(3)夏季(6—8月)辽宁大部避暑旅游气候舒适度较好，辽东和辽南气候舒适度优于辽宁中部和西部。辽宁东部的本溪和沿海的丹东、大连、葫芦岛和锦州南部体感温度适宜，气候舒适度等级最高，避暑气候条件更好。朝阳和中部的沈阳、鞍山北部、辽阳气候舒适度等级较低，避暑气候条件稍差。

(4)夏季(6—8月)辽西大部气候高影响天气风险较大。暴雨的高风险区在东南部的宽甸、丹东和凤城一带。高温的高风险区在朝阳大部和锦州西部。大风的高风险区在铁岭北部、彰武、北镇、凌海、营口和长海。雷暴的高风险区在铁岭、抚顺东部、朝阳西部和大连庄河一带。从时间分布来看，7 月辽宁旅游高影响天气风险最大，8月次之，6月风险最小。

(5)从地里位置来看，辽宁东部、南部更适宜避暑旅游。 从时间上来看，6月、8月是辽宁适合旅游的月份，尤其是6月，避暑旅游气候适宜度最高，适宜面积最大，较适宜以上面积基本覆盖了除朝阳以外的大部分地区，其中南部沿海一带避暑旅游气候适宜度最高。8月份避暑旅游气候适宜度次之，除了辽西西部和辽宁中部适宜度稍差之外，其他大部也都在较适宜以上级别。7月避暑旅游气候适宜度较差，避暑旅游气候适宜度较适宜以上级别的地市(县)仅占全省的30%左右，主要分布在辽宁北部、东部和东南沿海一带。