洞頭旅游氣候宜人度評(píng)價(jià)研究

吳舒婷 司波 吳志坤 李苗苗 江曉燕

(1.洞頭區(qū)氣象局，浙江 洞頭 325700；2.瑞安市氣象局，浙江 瑞安 325200； 3.溫州市洞頭區(qū)風(fēng)景與旅游發(fā)展委員會(huì)，浙江 洞頭 325700)

洞頭旅游氣候宜人度評(píng)價(jià)研究

吳舒婷1司波2吳志坤1李苗苗1江曉燕3

(1.洞頭區(qū)氣象局，浙江 洞頭 325700；2.瑞安市氣象局，浙江 瑞安 325200； 3.溫州市洞頭區(qū)風(fēng)景與旅游發(fā)展委員會(huì)，浙江 洞頭 325700)

利用洞頭1986—2015年的旬平均相關(guān)資料和2014年6月—2016年5月的大氣顆粒物PM10、PM2.5、PM1.0觀測(cè)數(shù)據(jù)，提出一個(gè)較客觀、定量的評(píng)價(jià)洞頭氣候宜人度的數(shù)學(xué)模型，求出洞頭本地氣候宜人度指數(shù)，可以較全面客觀地評(píng)估氣象要素和空氣清潔度對(duì)洞頭旅游活動(dòng)的影響。全年累計(jì)有13旬最適宜旅游，分別是4月上旬—5月下旬和10月上旬—12月上旬。從夏季溫濕分指數(shù)來看，洞頭在4以下，感覺濕熱，較不適宜旅游，但與其他地方相比，洞頭常年無高溫日數(shù)(日最高氣溫≥35 ℃)，且常年空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良，風(fēng)冷分指數(shù)低等直接提高了夏季洞頭旅游宜人度。另，非氣象要素如暑假、小長(zhǎng)假對(duì)洞頭游客數(shù)量同樣有著較大的影響。

洞頭旅游；氣候宜人度；舒適指數(shù)；清潔指數(shù)

0 引 言

天氣與氣候是影響人們戶外旅游活動(dòng)的重要環(huán)境因素。有關(guān)氣候舒適度評(píng)價(jià)研究已有近50年的歷史[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高，氣候舒適性評(píng)價(jià)日益受到重視，許多學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究[2-6]。在海島旅游氣候舒適度研究方面，范業(yè)正和郭來喜[7]利用氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)的多年月平均值等指標(biāo)，對(duì)25個(gè)海濱城市和12個(gè)近岸島嶼的氣候適宜性進(jìn)行了系統(tǒng)分析。陳勝軍等[8]分別利用體感指數(shù)、風(fēng)冷力指數(shù)和宜人度指數(shù)對(duì)浙江海島適宜旅游時(shí)段進(jìn)行了研究，提出了“宜人頻率”的概念。姜紀(jì)紅等[9]采用溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)和著衣指數(shù)指標(biāo)，對(duì)浙江省各地區(qū)各月旅游氣候舒適度進(jìn)行了分析。

溫州市洞頭區(qū)是全國(guó)12個(gè)海島縣之一，屬于中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)。冬無嚴(yán)寒，夏少酷暑，全年光照充足，雨水豐沛，溫暖濕潤(rùn)。隨著人們生活水平的不斷提高，追求精神享受的潮流愈加明顯，洞頭是一個(gè)全國(guó)4A級(jí)景區(qū)，也是浙江省首個(gè)通過審批的國(guó)家級(jí)海洋公園。自同城以來，為加快發(fā)展，建設(shè)“海上花園”，打造國(guó)際性旅游休閑島，已成為溫州地區(qū)休閑旅游的好去處。本文試圖提出一個(gè)較客觀、定量的評(píng)價(jià)氣候宜人度的數(shù)學(xué)模型，綜合描述氣壓、氣溫、風(fēng)速、日照、降水、霧日、相對(duì)濕度和大氣污染物濃度等諸多氣象要素對(duì)氣候宜人程度的影響，作為一個(gè)較客觀、科學(xué)、實(shí)用的判據(jù)服務(wù)于旅游資源開發(fā)、淡旺季出現(xiàn)規(guī)律和旅游導(dǎo)向，為今后洞頭區(qū)氣象部門預(yù)報(bào)海島旅游指數(shù)提供一定的參考依據(jù)。

1 氣候宜人度評(píng)價(jià)模型建立

1.1 氣候宜人度數(shù)學(xué)模型

氣候宜人度評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型是將各氣候要素及大氣污染狀況在標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分曲線圖上轉(zhuǎn)化成反映氣候舒適、大氣清潔程度的指數(shù)，然后再對(duì)這些指數(shù)進(jìn)行分級(jí)，再求幾何平均，即[10]：

其中CP、CI、HI分別是氣候宜人度、舒適指數(shù)和清潔指數(shù)；C1、C2…Cn分別是各氣候要素的舒適分指數(shù)；H1、H2…Hm是反映環(huán)境大氣清潔程度的清潔分指數(shù)。其中n、m分別是表征氣候舒適，清潔狀況的指數(shù)個(gè)數(shù)。氣候宜人度CI計(jì)算模型是[11]：

CI=0.13C1+0.36C2+0.26C3+0.25C4

C2=0.44C5+0.42C6+0.14C7

其中CI為舒適指數(shù)，C1、C2、C3、C4分別表示氣壓、晴朗、溫濕、風(fēng)冷力的宜人度分指數(shù)，C5、C6、C7是用來計(jì)算晴朗舒適指數(shù)的分指數(shù)，分別代表日照、降水、霧的舒適分指數(shù)；各項(xiàng)指數(shù)前的系數(shù)是該指數(shù)氣候要素的權(quán)重，是依據(jù)人們對(duì)不同氣候要素的重視程度，然后利用德爾菲法獲得的[11]。

各個(gè)舒適分指數(shù)和清潔分指數(shù)的值均落在[0，10]內(nèi)，相應(yīng)的CP、CI和HI的值也落在[0，10]內(nèi)。指數(shù)值越大，氣候宜人程度越高。并將氣候宜人度、舒適指數(shù)、清潔指數(shù)劃分為5個(gè)等級(jí)[12]，見表1。

表1 氣候宜人度指數(shù)等級(jí)

評(píng)價(jià)氣候要素的指數(shù)是借助標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分曲線圖的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)的。這些標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分曲線的制作是根據(jù)氣候要素與人生理活動(dòng)關(guān)系研究成果，并結(jié)合實(shí)際狀況加以修正和改進(jìn)而成的。

1.2 舒適指數(shù)

氣壓宜人度C1表示氣壓對(duì)人體生理的影響，高海拔地區(qū)氣壓低，空氣含氧量低，使人感到不適，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)該舒適分指數(shù)為10，高于或低于標(biāo)準(zhǔn)氣壓，指數(shù)都降低，洞頭氣壓常年在1000hPa左右，總是很宜人，因此C1取值為10。由于不同季節(jié)人們對(duì)陽光的需求不一樣，冬季比夏季需要更多的陽光，所以日照的宜人度分指數(shù)C5按照不同的月份來處理，根據(jù)洞頭實(shí)際月平均氣溫以及日照時(shí)數(shù)，將全年分為3段：12—3月，日照百分率為60%時(shí)宜人度定為10，日照百分率為0時(shí)宜人度定為0；4、5、10、11月，人們對(duì)陽光的需求不要太多也不要太少，所以日照百分率為50%時(shí)宜人度定為10，當(dāng)日照百分率為100%或0時(shí)宜人度定為0；6—9月，日照百分率在0時(shí)宜人度定為10，日照百分率大于等于70%時(shí)宜人度為0，以上最高和最低值之間均呈線性變化。至于C6和C7，從旅游氣候研究角度而言，人們對(duì)無雨、無霧的天氣更加喜歡，所以無雨和無霧時(shí)宜人度定為10，而每天都有降水、有霧時(shí)宜人度為0，之間亦呈線性變化。根據(jù)C5、C6和C7之間分配的權(quán)重，可求得晴朗C2的宜人度分指數(shù)。溫濕指數(shù)THI按下列通常采用的公式來計(jì)算[7]：

THI=T-0.55(1-f)(T-58)

T=1.8t+32

其中，T為華氏溫度(℉)，t為攝氏溫度(℃)，f為相對(duì)濕度(%)。計(jì)算出的溫濕指數(shù)按照文獻(xiàn)[10]中的評(píng)分曲線，求得溫濕的宜人度分指數(shù)C3。

在寒冷的野外條件下，風(fēng)力加劇低溫對(duì)人體的刺激，用風(fēng)力和氣溫綜合反應(yīng)人體單位面積散熱量的指數(shù)，稱風(fēng)冷力指數(shù)，也稱寒冷指數(shù)。其經(jīng)驗(yàn)公式為[13]：

式中：WI為風(fēng)冷力指數(shù)，即人體皮膚溫度為33 ℃，體表單位面積的散熱量(計(jì)算出的單位為kcal·m-2·h-1)；ΔT為體溫與周圍氣溫之差值(℃)；V為平均風(fēng)速(m·s-1)。根據(jù)計(jì)算出的風(fēng)冷力指數(shù)，按照文獻(xiàn)[10]中的評(píng)分曲線，求得風(fēng)冷力的宜人度分指數(shù)C4。根據(jù)宜人度分指數(shù)C1、C2、C3、C4，求出舒適指數(shù)CI。

1.3 清潔指數(shù)

由于洞頭本站大氣顆粒物(PM10、PM2.5、PM1.0)的觀測(cè)年限較短，利用洞頭1986—2015年的月平均霾日數(shù)資料與這3種顆粒物濃度資料做相關(guān)分析，2014年6月—2016年5月PM10、PM2.5、PM1.0的月平均濃度與1986—2015年月平均霾日數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到了0.97、0.95、0.94，則認(rèn)為近兩年大氣顆粒物濃度資料能夠代表洞頭的空氣質(zhì)量。圖1為洞頭2014年6月—2016年5月PM10的月平均濃度與1986—2015年月平均霾日數(shù)分布圖，呈高度的正相關(guān)。

圖1 洞頭2014年6月—2016年5月PM10月平均濃度與1986—2015年月平均霾日數(shù)

根據(jù)氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《霾的觀測(cè)和預(yù)報(bào)等級(jí)》(QX/T 113-2010)和《空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)》(QX/T 41-2006)以及《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)，結(jié)合洞頭近兩年大氣顆粒物的觀測(cè)數(shù)據(jù)，確定PM10、PM2.5、PM1.0分別小于等于16 μg/m3、12 μg/m3、10 μg/m3時(shí)，清潔分指數(shù)為10，隨著顆

粒物的質(zhì)量濃度增加，清潔指數(shù)呈線性下降，當(dāng)這3種顆粒物達(dá)250 μg/m3時(shí)清潔分指數(shù)均為0。對(duì)這3種顆粒物的清潔分指數(shù)求幾何平均，求得清潔指數(shù)HI。

根據(jù)舒適指數(shù)CI和清潔指數(shù)HI，最終求得氣候宜人度CP。

2 洞頭氣候宜人度指數(shù)分析

根據(jù)上述模型，利用洞頭1986—2015年的旬平均資料(氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、日照百分率、雨日、霧日)和2014年6月—2016年5月的大氣顆粒物(PM10、PM2.5、PM1.0)觀測(cè)數(shù)據(jù)，算出各旬的氣候宜人度指數(shù)(表2)，由表2中可看出，洞頭全年都適宜旅游(氣候宜人度指數(shù)在6以上)，但一年中有兩個(gè)時(shí)段最適宜旅游(氣候宜人度指數(shù)在8以上)，第一時(shí)段為4月上旬—5月下旬，第二時(shí)段為10月上旬—12月上旬，全年累計(jì)有13旬最適宜旅游。

表2 洞頭全年各旬的氣候宜人度指數(shù)

圖2為洞頭一年中氣候宜人度指數(shù)、溫濕分指數(shù)、風(fēng)冷分指數(shù)和清潔指數(shù)的旬變化，可看出洞頭一年中清潔指數(shù)都很高，均在8以上，夏季對(duì)流條件好，高低層大氣交換的頻率高，同時(shí)降水也充沛，7月清潔指數(shù)達(dá)到最高。根據(jù)洞頭近兩年大氣顆粒物的觀測(cè)數(shù)據(jù)(表3)，洞頭PM10、PM2.5、PM1.0的年平均質(zhì)量濃度分別為31.5μg/m3、26.3μg/m3、23.8μg/m3，遠(yuǎn)低于溫州的其他市轄區(qū)，這與洞頭污染源少，且海島年平均風(fēng)力大于陸地，使污染物較易擴(kuò)散密不可分。

表3 洞頭全年各月顆粒物質(zhì)量濃度 μg/m3

從洞頭2008—2015年各月累計(jì)游客接待人數(shù)圖(圖3)上，洞頭的旅游高峰在7、8月，此時(shí)正值暑期，但這兩個(gè)月氣候宜人度不太高，是因?yàn)闅鉁仄?，濕度也較大，導(dǎo)致溫濕分指數(shù)較小，人體感覺濕熱，但風(fēng)冷分指數(shù)也較小，可進(jìn)行水上旅游活動(dòng)，大沙岙海濱浴場(chǎng)迎來了一年中游人最多的時(shí)期。此外還有兩個(gè)小高峰是5月和10月，分別對(duì)應(yīng)“五一”和“十一”黃金周，亦是春夏和夏秋之交，不太冷也不太熱，氣候宜人度較高。小長(zhǎng)假和適宜的氣候條件，形成了5月和10月的兩個(gè)游客小高峰。

圖2 洞頭一年中各指數(shù)的旬變化

從各旬氣候宜人度和各月旅游接待人數(shù)的相關(guān)性上看，似乎存在著負(fù)相關(guān)，很適宜旅游的4、10月卻沒有較多的游客，而全年中氣候宜人度最低的7、8月卻有全年最多的游客，且7月、8月也是熱帶氣旋影響的盛期，也是休漁期，這

與人們的旅游目的相關(guān)。在溫州地區(qū)，除了海拔較高的泰順外，洞頭7、8月的平均氣溫都要遠(yuǎn)低于其他縣市區(qū)，且洞頭常年無高溫(表4)，因此度假、避暑、海灘游泳成為了洞頭7、8月的主要休閑旅游方式。其他宜人時(shí)段以觀光體驗(yàn)、海鮮漁家樂、垂釣等休閑活動(dòng)為主。

圖3 洞頭2008—2015年各月累計(jì)旅游接待人數(shù)

溫州洞頭樂清瑞安永嘉平陽蒼南文成泰順年均高溫日數(shù)20．402．37．531．112．19．524．68．9

3 結(jié) 語

1)利用洞頭旬平均氣壓、氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、日照百分率、雨日、霧日7種氣象要素和大氣顆粒物觀測(cè)數(shù)據(jù)得出洞頭本地氣候宜人度指數(shù)，可以比較全面客觀地評(píng)估氣象要素和空氣清潔度對(duì)洞頭旅游活動(dòng)的影響。全年累計(jì)有13旬最適宜旅游，分別為4月上旬—5月下旬和10月上旬—12月上旬。

2)從人體最直接的感受來看，洞頭夏季溫濕分指數(shù)和風(fēng)冷分指數(shù)都在4以下，感覺濕熱，相對(duì)全年較不適宜旅游。當(dāng)空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良時(shí)人們很難察覺污染物濃度的變化，低污染物濃度對(duì)求得的氣候宜人度指數(shù)有著較大的影響，直接提高了夏季洞頭旅游宜人度。

3)洞頭常年空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良，旅游高峰在7、8月，但這兩個(gè)月氣候宜人度并不高，這與人們的旅游目的相關(guān)。非氣象要素如暑假、“五一”、“十一”小長(zhǎng)假對(duì)洞頭游客數(shù)量有著較大的影響，此外以避暑為目的旅游人數(shù)遠(yuǎn)超其他旅游方式。

4)從綜合指數(shù)來看，4月和11月洞頭旅游舒適度最佳，但旅游接待人數(shù)卻不是最高，建議地方適當(dāng)發(fā)展其他旅游項(xiàng)目，以增加4月和11月的游客量。

[1] 郭俊剛，王淑娟.旅游氣候舒適度研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008(10)：220-222.

[2] 閆業(yè)超，岳書平，劉學(xué)華，等.國(guó)內(nèi)外氣候舒適度評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2013，28(10)：1119-1125.

[3] 趙小艷，申雙和，孫虎聲.南京旅游氣候舒適度的探討[J].大氣科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，31(2)：250-256.

[4] 馬麗君，孫根年，王潔潔.中國(guó)東部沿海沿邊城市旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2009，28(5)：713-722.

[5] 查書平，張敏，王麗娜.浙江省夏季旅游氣候舒適度的空間分布特征[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2012，11(1):53-57.

[6] 馬麗君.中國(guó)典型城市旅游氣候舒適度及其與客流量相關(guān)性分析[D].陜西：陜西師范大學(xué)，2012.

[7] 范業(yè)正，郭來喜.中國(guó)海濱旅游地氣候適宜性評(píng)價(jià)[J].自然資源學(xué)報(bào)，1998，13(4)：304-311.

[8] 陳勝軍，樊高峰，郭力民.浙江海島休閑旅游適宜時(shí)段研究[J].氣象科技，2006，34(6)：719-723.

[9] 姜紀(jì)紅，朱耀福.浙江省旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)[J].科技通報(bào)，2009，25(5)：582-587.

[10] 錢妙芬，葉梅.旅游氣候宜人度評(píng)價(jià)方法研究[J].成都?xì)庀髮W(xué)院學(xué)報(bào)，1996，11(3)：129-134.

[11] 楊尚英.旅游氣象氣候?qū)W[M].咸陽：西北農(nóng)林科技大學(xué)出版社，2007：133-134.

[12] 夏廉博.人類生物氣象[M].北京：氣象出版社，1986：107-108，131，133，271-282.

[13] 李秋，仲桂清.環(huán)渤海地區(qū)旅游氣候資源評(píng)價(jià)[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2005，19(2):149-153.

2016-08-02