武威旅游气候舒适度的时空分布特征

胡丽莉，李亚玲

武威市气象局，甘肃武威 733000

气候舒适度在旅游业中起着举足轻重的作用，舒适宜人的气候条件是人们选择旅游目的地的主要考虑因素之一[1]。在发展旅游业的过程中，需要充分考虑气候舒适度的因素，为游客提供更为优质的旅游环境，提升旅游业的整体质量。

目前，国内多数学者在进行气候舒适度研究的过程中，常使用传统模型，如温湿指数、风效指数等经验模型等，这些模型均具有不同程度的缺陷[2]。大部分传统模型仅考虑气温、湿度及风速对舒适度的影响，对日照时数、太阳辐射等因素的考虑较为缺乏[3]。研究指出，通用热气候指数(The Universal Thermal Climate Index，UTCI)是当前最具适应性的气候舒适度模型[4]。周文娟[5]利用UTCI模型与2种经典舒适度评价模式进行相关的检验，确保了评价结果具有参考价值。

近年来，已有学者对甘肃主要城市气候因子的气候舒适度进行了研究。蒲金涌[6]等通过3种经验模式的综合对甘肃省主要城市气候舒适性进行了评价分析；史正燕[7]利用旅游气候指数TCL，从季节尺度对甘肃省主要旅游城市气候舒适度进行了分析；贾海源[8]等分析了甘肃省各地区人体舒适度日数年分布。

拟采用UTCI指数，以武威旅游气候舒适度为主要研究目标，对武威市各个地域的最佳旅游时段进行了全面而详细的评估和研究，并针对不同地区进行了评价和区域划分，为游客提供更准确和实用的旅游指南。

1 资料来源与方法

1.1 资料来源

(1)武威市5个国家气象站点近30年(1990—2021年日最高气温(℃)、日最低气温(℃)、日平均气温(℃)、日平均风速(m/s)、日平均日照时数(h)、日平均相对湿度(%)及日平均水汽压(hPa)。

(2)武威市内72个区域站点近5年站点资料日最高气温(℃)、日最低气温(℃)、日平均气温(℃)、日平均风速(m/s)及日平均相对湿度(%)。

(3)通过计算裸体吸收太阳辐射的方式，得到区域内缺失的平均辐射温度数据，计算平均辐射温度时利用榆中、民勤2个站点逐时辐射资料计算日总辐射系数。

1.2 UTCI模型及关键参数

通用热气候指数(UTCI)是一个综合性的气候指数，涵盖从热到冷的整体气候条件，建立基于人体在不同气候条件下的热平衡机理，模拟人体在不同气候条件下的热平衡状态，从而评估气候对人体舒适度和健康的影响，被认为是当前最具普适性的人体热平衡机理模型之一(表1)。通过Bio Klima 2.6这一软件计算武威各站点的UTCI指数，该软件集成了迄今为止多种人体舒适度模型[10]。

表1 UTCI等级划分标准

模型模拟基于标准参照环境的实际热环境下的人体感知温度，其中标准参照环境被定义的环境辐射温度为气温；地面上方10 m的风速为0.5 m/s；相对湿度为50%；成年男子步行速度为4 km/ℎ；符合当地环境条件的穿衣种类。公式为：

式(1)中：Ta为温度(℃)；Tmrt为 辐射温度(℃)；Va为风速(m/s)；RH为相对湿度(%)，通过计算裸体吸收太阳辐射的方式，可以得到区域内缺失的平均辐射温度数据[11]。

2 结果与分析

根据武威地域气候和旅游资源特点，将旅游区域分成4个区划：南部祁连风情旅游区、中东部文化生态旅游区、北部大漠生态旅游区及祁连雪域旅游区。

南部祁连风情旅游区位于河西走廊沿祁连山脉，该区域主要包括天祝及古浪沿祁连山脉部分景区；中东部文化生态旅游区包括武威及古浪中部的相关景点；北部大漠生态旅游区位于武威北部，古浪北部及民勤县；祁连雪域旅游区位于海拔3 000 m以上的祁连山景观区。

2.1 武威市气候舒适度的时间变化特征

为了具体分析武威市UTCI值，分别讨论5个主要代表城市UTCI变化特征(图1a)。作为中东部文化生态旅游区代表城市，凉州区近30年平均UTCI在6.5～10.1 ℃之间，平均值为8.71 ℃。最低值为6.5 ℃，出现在2018年；最高值为10.1 ℃出现在2016年。总体舒适偏凉，该区有偏冷趋势，幅度很小，可以忽略不计。

图1 武威市UTCI的时间变化特征

北部大漠生态旅游区代表性城市民勤，夏季炎热，降雨较少。UTCI平均值为7.03 ℃，总体上低于中东部文化生态旅游区，而高于其他2个旅游区。最低值为4.88 ℃，出现在1996年；最高值为8.02 ℃，出现在2016年。属偏凉，但该区有偏暖上升的趋势，上升速率为0.047 ℃/10年。

南部祁连风情旅游区代表城市为天祝及古浪。天祝平均气温3.5 ℃，UTCI平均值-0.07 ℃；古浪平均气温6.4 ℃，UTCI值在-2.05～4.59 ℃之间，平均值1.4 ℃，舒适范围是偏凉接近冷的程度，该区有偏暖上升的趋势。

祁连雪域旅游区位于海拔3 000 m以上的祁连山景观区，主要代表站点是乌鞘岭气象站，平均UTCI值为-10.8 ℃，最低值为-12.18 ℃出现在1996年，最高值为-9.46 ℃出现在2013年，较冷，有偏暖上升的趋势，上升速率为0.026℃/10年幅度很小。

武威市除了祁连雪域旅游区属于较冷范围，其余3个区域均在凉到舒适的范围内，中东部文化生态旅游舒适度最好。UTCI指数年际变比较稳定，变化波动不大，有偏暖上升或者下降的趋势。

图1b为UTCI季节变化特征。这4个旅游区域主要分为3个梯队。其中，中东部文化生态旅游区与北部大漠生态旅游区属于第一梯队，UTCI值总体较高，春、秋、冬季区别明显，前者低于后者，而在夏季则是后者低于前者；南部祁连风情旅游区主要代表城市为天祝、古浪，UTCI值位于第二梯队，在春、秋、冬季中，前者值略低于后者；祁连雪域旅游区位于第三梯队，UTCI值总体最低。

总体上来看，中东部文化生态旅游区与北部大漠生态旅游区秋季舒适度最好，春季较凉，夏季较热，冬季较冷；南部祁连风情旅游区夏季舒适度最好，春秋季较凉偏冷，冬季冷；祁连雪域旅游区夏季偏凉，春季和秋季较冷，冬季很冷。

2.2 武威市气候舒适度的空间分布特征

利用ArcGIS软件，得出武威市区域内UTCI值空间尺度上的气候舒适性。图2为季节平均UTCI空间分布。从图中可知，春季平均UTCI值，分别为“凉”“较冷”及“冷”，夏季为“舒适”，“较热”和“热”；秋季为“较冷”和“凉”；冬季为“很冷”“较冷”和“冷”。

图2 武威市季节平均UTCI的空间分布特征

具体来说，春冬两季的气候条件在很多地方都比较相近。在夏季时，高海拔地区的天祝及古浪南部气候条件比较适宜，人体感觉较为舒适。武威市秋季舒适气候的分布格局介于春季和夏季之间，整个舒适度区域达到全年最高。

3 结论

利用UTCI模型，分析了武威旅游气候舒适度空间分布及时空变化，主要结论如下：

(1)武威市年平均UTCI指数年际变比较稳定，变化波动不大，虽然有偏暖上升或者下降的趋势，但是数值极小，可以忽略不计。

(2)武威、民勤在秋季舒适度最好，春季较凉，夏季较热，冬季较冷；天祝、古浪夏季舒适度最好，春秋季较凉偏冷，冬季冷；乌鞘岭夏季偏凉，春季和秋季较冷，冬季很冷。

(3)武威市年平均气候舒适度分为2级，“较冷”和“凉”。“较冷”等级的区域较少，主要分布在沿祁连山地区，随着海拔的增加UTCI值减小，最低值出现在乌鞘岭。武威市全年舒适偏凉，沿祁连山地区的体感温度偏低，越往北体感越热。

(4)春、冬两季舒适气候具有很高的相似性，气候条件在时间上存在一定的变化，这种变化有一定的规律，逐渐向北移动。夏季，高海拔地区的天祝、古浪南部气候条件比较适宜，人体感觉较为舒适，是一种地域性很强的气候资源。武威市秋季舒适气候的分布格局介于春季和夏季之间，整个舒适度区域达到全年最高值。