新疆巴州旅游气候舒适度时空特征分析与评价

温 春，周雪英*，仇会民，顾军明，吴美欢

（1.巴音郭楞蒙古自治州气象局，新疆 库尔勒 841000；2.和硕县气象局，新疆 和硕 841200）

随着旅游业的不断发展，人们对旅游气象专业服务的要求也随之提高，针对某一地区的旅游气候资源评价、旅游气象指数预报等研究越发重要[1-2]。国外在旅游气候方面研究起步较早，1966年Tejung[3]就提出了舒适度指数（Comfort Index）和风效指数（Wind Effect Index）的概念，Hibbs JR[4]提出“旅游气候”概念。国内学者在旅游气候资源评价等方面也做了大量研究[5-18]，一定程度上推动了旅游业的快速发展。近年来有学者对新疆的旅游气候资源做了一些研究[17-22]，但大多研究都是基于整个新疆。巴州旅游资源独具特色，旅游资源种类多样，拥有浩瀚沙漠、苍茫戈壁、葱郁绿洲、广袤草原、逶迤雪山、湛蓝湖泊、丝路古道、民族风情、历史文化等各类旅游资源。巴州地域辽阔，地形复杂，焉耆盆地的北部四县（和静、和硕、焉耆、博湖）与塔里木盆地南部五县（市）（库尔勒、尉犁、轮台、若羌、且末）之间的气候有较大差异，高山地区春秋相连，终年无夏，平原地区则四季分明，这使得巴州的旅游气候在其南、北部有着很大的差异，针对巴州旅游气候舒适度的评价以及时空分布特征研究相当薄弱，因此对巴州旅游气候舒适度进行分析评价很有必要。

利用巴州12个代表站点1990—2019年的气候资料，采用温湿指数、风效指数、着衣指数以及综合舒适度指数，对巴州旅游气候舒适度进行分析，同时划分了旅游舒适期，对巴州的旅游发展、游客出游时间计划等具有参考价值。

1 旅游资源概况

巴州总面积47.15万km2，占新疆总面积的四分之一，是中国面积最大的地级行政区，下辖八县一市。根据地理环境分为北部天山山区、焉耆盆地、库尉轮、且若平原和阿尔金山、昆仑山5个区域。巴州地形及气象站点分布见图1。巴州南北跨度大，旅游资源多样且独具特色，境内有沙漠、草原、森林、高山、湖泊等自然景观以及楼兰文化、东归文化、马兰文化等人文景观。目前有国家5A级旅游景区2家、4A级旅游景区8家、3A级旅游景区12家，有水草丰茂的巴音布鲁克草原、落日壮美的“九曲十八弯”、一线穿越四季的独库公路、最大的内陆淡水湖博斯腾湖、古朴神秘的罗布人村寨、胡杨与沙漠共美的塔里木胡杨林，还有巩乃斯林场、塔克拉玛干沙漠、金沙滩、罗布泊、铁门关等旅游胜地。

图1 巴州地形及气象站点分布

2 资料和方法介绍

2.1 资料

为了能对巴州的气候做较为全面综合的分析，本文选取库尔勒、尉犁、轮台、和静、和硕、焉耆、博湖、若羌、且末、巴音布鲁克、巴伦台、塔中12个国家气象观测站1990—2019年的常规气象要素观测资料。

2.2 研究方法

旅游气候舒适度是指人们在正常情况下开展活动，而不受外界因素影响的气候条件，本文采用温湿指数、风效指数、着衣指数3个指标[2，17]对研究区域进行评价。

2.2.1温湿指数

温湿指数（THI）是由俄国学者提出来的，最初称为有效温度，计算公式如下：

其中Td为华氏温度。温湿指数是通过温度和湿度的综合，反映人体与周围环境的热量交换。将华氏温度换算为摄氏温度，其计算公式如下：

其中，THI为温湿指数，t是摄氏温度（℃），f为相对湿度（%）。

2.2.2风效指数

风效指数（K）既考虑了体表散热也考虑了太阳辐射后人体的增热，它是反映体表与周围环境之间的热交换，即体表单位面积的热交换率（正值为吸热，负值为散热）。计算公式如下：

其中，K为风效指数，t是摄氏温度（℃），v为风速（m/s），s是日照时数（h/d）。将温湿指数、风效指数与多数人体感觉程度相比较，形成不同的分类等级（表1）。

表1 温湿指数、风效指数级别及赋值

2.2.3着衣指数

着衣指数（ICL）是指人们通过穿着不同的衣服来改变对气候的不舒适性，计算公式如下：

其中，ICL为着衣指数，H代表人体代谢率的75%，本文取轻活动量下的代谢率H=87 W/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，单位是W/m2，为方便计算，取人造卫星测得的数值，R为1 366 W/m2；α是太阳高度角，随纬度发生变化，设某地的纬度为β，则夏季α=90-β+23°26'，冬季α=90-β-23°26'，春秋季α=90-β[23]。着衣指数级别及赋值如表2。

表2 着衣指数级别及赋值

2.2.4旅游气候舒适性评价模型

根据马丽君等[16]的方法，将温湿指数、风效指数和着衣指数加以综合，构建适合本地的旅游气候舒适性评价模型，其计算公式为：

其中，CCI代表综合舒适指数，XTHI、XK和XICL分别代表温湿指数、风寒指数和着衣指数，0.6、0.3、0.1为各指数的加权系数。旅游气候舒适度综合判断指标如表3。

表3 旅游气候舒适度综合判断指标

3 结果分析

3.1 温湿指数、风效指数、着衣指数

将计算得到的巴州各地温湿指数（THI）、风效指数（K）和着衣指数（ICL）的值对应的级别综合在一起（如THI值对应为e级，K值对应为c级，ICL值对应为d级，则综合记为ecd），得到表4。根据表1、表2中THI、K、ICL对应的感觉程度确定气候舒适程度。

表4 巴州各地温湿指数（THI）、风效指数（K）及着衣指数（ICL）

根据温湿指数分析，位于天山山区的巴音布鲁克由于海拔较高，各月温度相对较低，这使得各月温湿指数也较低，一年里以冷为主，不舒适、不适宜旅游的时间较长，6—8月为气温舒适期，适宜旅游，尤其在炎热的夏天，天山山区是不错的避暑选择；而巴伦台由于海拔较低，气温舒适期较长，5—9月都适宜旅游。焉耆盆地海拔较低，气候较湿润，温度相比库尉轮和且若平原要低，适宜旅游的时间比较长，从4月一直到9月；库尉轮和且若平原地区，适宜旅游的时间是4—5月和9—10月。

根据风效指数分析，巴音布鲁克山区6—9月的风体感舒适，其他月份为冷风或凉风，不适宜旅游，巴伦台山区4—10月的风体感舒适，适宜旅游的时间较长。库尉轮、焉耆盆地、且若平原各地的风3—10月体感为舒适或暖热，其中6—8月为暖热风，而4—5月和9—10月体感舒适，最适宜旅游，冬季体感较冷。

根据着衣指数分析，除天山山区，巴州各地舒适时间是5—9月，不舒适时间是1—2月和11—12月，不舒适时间基本都在冬季，一年四季穿衣指数跨度大。天山山区的巴音布鲁克一年均在e、d、c级，多数时间为秋冬服装，仅6—9月较舒适；而巴伦台舒适时间是6—8月，不舒适时间是1—3月和11—12月。库尉轮、焉耆盆地、且若平原舒适时间是5—9月，不舒适时间是1—2月和11—12月，一年中穿衣指数等级从e级到C级横跨七级，夏季穿衣指数在B、C级，秋季从A级逐渐降到d级，春季从d级逐渐升到A级，而冬季在e、d级。

3.2 巴州各地旅游舒适期分析

根据公式（5），将计算得到的各地月综合舒适指数进行划分，结果如表5。库尉轮、焉耆盆地最适宜旅游的月份是4—5月和9月，较适宜旅游的月份是3、6、7、8和10月，不适宜旅游的月份是冬季的1—2月和12月。天山山区中高海拔地区最适宜旅游的月份是6—8月，较适宜旅游的月份是5和9月，不适宜旅游的月份是1—3月和11—12月，不适宜旅游的时间长达5个月；而低海拔地区最适宜旅游的月份是5—9月，较适宜旅游的月份是4和10月，不适宜旅游的月份是1—2月和12月，适宜旅游的时间长达5个月。且若平原除塔中地区外最适宜旅游的月份是4—5月和9月，较适宜旅游的月份是3、6、7、8、10月，不适宜旅游的月份是冬季的1—2月和12月。

表5 巴州旅游气候舒适期分布

3.3 旅游气候舒度时空变化及适宜旅游期划分

选取库尔勒、巴音布鲁克、巴伦台、焉耆、若羌作为巴州山区、盆地、平原的代表站点（其中巴音布鲁克、巴伦台代表天山山区，焉耆代表盆地，库尔勒、若羌代表平原）。在6—8月巴音布鲁克月综合舒适度指数较高，其它月份均较低；同样属于山区的巴伦台，由于海拔较低，4—10月的月综合舒适度指数都比较高。而位于平原的库尔勒、若羌、焉耆仅在4—5月、9—10月月综合舒适度指数相对较高，但6—8月焉耆月综合舒适度指数仅次于巴伦台和巴音布鲁克，明显高于库尔勒、若羌，说明虽然同在平原地区，但夏季的6—8月更适合去焉耆盆地旅游。从月综合舒适度指数的全年分布来看，巴音布鲁克舒适度指数较高的季节为夏季，巴伦台、焉耆为春夏秋三季，而库尔勒、若羌为春秋两季；巴音布鲁克、巴伦台月综合舒适度指数呈单峰型，但巴伦台为平缓的单峰型，库尔勒、若羌、焉耆呈双峰型，但库尔勒、若羌起伏程度大于焉耆（图2）。

图2 气候舒适度逐月变化特征

以3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月—次年2月为冬季，计算得到春夏秋冬四季各地综合舒适度指数（图3）。其中，横坐标从左到右的顺序代表地理位置由北到南，由高纬到低纬，地理位置从天山山区—焉耆盆地—环塔克拉玛干沙漠绿洲，纵坐标为各地气候舒适度季节指数值。可以看出，夏季随着纬度的降低，气候舒适度指数呈下降趋势，说明气候舒适度由北向南逐渐降低，巴州北部天山山区旅游气候优于平原北部，平原北部优于平原南部；冬季各地指数普遍较低，随着纬度的降低，气候舒适指数呈上升趋势，说明气候舒适度南高北低，但整个冬季巴州范围内都不适合开展旅游活动；春季和秋季，随着纬度的降低，气候舒适指数呈上升趋势，说明气候舒适度南高北低，巴州平原南部旅游气候优于平原北部，平原北部优于北部天山山区。

图3 各地季节综合舒适指数变化

4 结论与讨论

利用巴州12个国家气象站点1990—2019年间的月平均气温、月平均相对湿度、月平均风速等气候要素数据，计算得到温湿指数（THI）、风效指数（K）、着衣指数（ICL）和综合舒适度指数（CCI），进而对其空间分布规律及各月份气候的舒适性进行了分析，同时揭示了巴州年均气候舒适期的空间分布及其季节性差异，得出以下结论：

（1）巴州从北到南气候差异明显。库尉轮、焉耆盆地旅游区舒适期在4—5月和9月，天山山区中高海拔旅游区舒适期在6—8月，而低海拔旅游区舒适期在5—9月，且若平原旅游区除了地处塔克拉玛干沙漠腹地的塔中外舒适期在4—5和9月，不舒适期以天山山区高海拔旅游区最长为5个月，其它各地均为3个月。

（2）巴州旅游舒适期都在4—10月，旅游舒适期多分布在春、夏、秋三季，巴音布鲁克舒适度指数较高的季节为夏季，巴伦台为春夏秋三季，而库尔勒、若羌、焉耆为春秋两季；巴音布鲁克、巴伦台月综合舒适度指数呈单峰型，库尔勒、若羌、焉耆呈双峰型，但夏季焉耆气候舒适度明高于库尔勒、若羌，更适宜旅游，适宜旅游的舒适期更长。

（3）通过对巴州各地季节综合舒适指数的分析可以发现，南北纬度差异、地理位置以及海拔高度的不同是影响巴州各地气候舒适度差异的主要因素。依据季节综合舒适指数指标，春季和秋季各地区旅游舒适度排序依次为且若平原＞库尉轮、焉耆盆地＞天山山区；夏季天山山区＞焉耆盆地＞库尉轮＞且若平原；冬季随着纬度的降低，气候舒适指数呈上升趋势，但整个冬季巴州范围内都不适合开展旅游活动。巴州各地可根据本地旅游气候特点进行旅游资源开发，如冬季巴州各地都不适合开展旅游活动，但巴音布鲁克和焉耆盆地等纬度较高地区可以利用冬季的寒冷气候和优质的冰雪旅游资源，着力发展冰雪专项旅游。此外巴州一年四季灾害频发，特别是春夏季，春季3—5月是平原地区大风、沙尘暴的多发期，夏季6—8月是高温、暴雨的多发期，在适宜旅游时期，旅游在一定程度上势必会受到这些气象灾害的不利影响。