川西高原馬爾康旅游氣候舒適度分析與評價

徐仁鵬, 廖麒翔, 姜希瑞, 張明陽, 謝雨竹, 韓 琳

(成都信息工程學院大氣科學學院,四川成都610225)

0 引言

隨著經濟發展和人民生活水平提高,旅游已成為人們生活中的必要組分[1]。游客在選擇旅游目的地時主要考慮旅游地氣候的宜人程度[2]。因此,旅游氣候舒適度對旅游資源評價以及氣候條件對旅游活動的影響等方面的研究具有重要意義。

國外早在40多年前已開展有關氣候舒適度評價的研究,W.H.Terjuug[3]在1966年就提出舒適指數(Comfort Index)和風效指數(Wind Effect Index),J E Oliver[4]建立了氣溫-濕度指數和風寒指數,加拿大氣象局還建立了舒適指數測評的標準模型(David D Houg hton.)[5]。

中國在旅游氣候研究方面的研究成果大部分是建立在分區域的個案基礎上。錢妙芬等[6]利用四川省金堂縣1991～2000年逐日溫度、濕度資料計算人體舒適度,得出該地平均每年舒適天數以及時段。錢妙芬和葉梅等[7]提出一個客觀、定量的評價氣候宜人度的數學模型。胡毅和朱克云等[8]對成都及附近等7個地區多年氣候資源及人體舒適指數進行分級比較,得出這些地區的人體舒適指數的時間分布特征及對當地旅游的影響。馬麗君等[9]在溫濕指數、風寒指數和著衣指數測定的基礎上,構建了綜合舒適指數模型。周永明等[10]建立了旅游適宜度綜合指標,得出高海拔地區旅游適宜度。

馬爾康位于青藏高原南緣、四川盆地西北部,北靠阿壩、紅原大草原,南與臥龍大熊貓自然保護區、小金四姑娘山緊鄰。全縣屬高原峽谷區,地勢由東北向西南逐漸降低,地面海拔在2180～5301m,屬高原季風氣候,具有“冬干夏濕、雨熱同季、日照充足、晝夜溫差大”的特點,年均氣溫 8℃～9℃,年降水量753mm,年均日照2000小時以上,絕對無霜期120天。主要旅游景點有:哥鄰國王城遺址、廣場鍋莊、阿底民居、神秘的嘉絨切索神山、昌列寺。

氣候是重要的旅游資源,宜人的氣候是旅游的必要條件,決定了該地自然景觀概貌,影響旅游的淡、旺季[11]。因此,為了更好地發展旅游事業,在對當地旅游資源做出具體規劃的同時,也不能忽視對于氣候資源特征的分析與評價。下面從氣溫、相對濕度、風速、降水等氣象因子討論并評價馬爾康地區的旅游氣候資源。

1 材料與方法

利用馬爾康縣氣象站(基本站)1966～2005年間逐日站點資料,對氣溫、相對濕度、風速、降水等氣象因子進行統計分析,并利用溫濕指數[4]、風寒指數[12]、著衣指數[13]、綜合舒適指數[10],對馬爾康地區的旅游氣候舒適度進行定量分析,確定出該地適宜旅游的天數以及季節,旨在為馬爾康縣旅游氣候資源的全面開發與利用提供理論依據,也為旅游者安排旅游活動提供參考。

2 結果與分析

2.1 旅游氣候資源評價

2.1.1 氣溫

氣溫是否適宜是外出旅游活動首先考慮的氣候因子,直接影響旅游氣候舒適度[14]。經統計計算得出,馬爾康多年平均氣溫為8.86℃。由圖1可知,40年來,馬爾康最低年平均氣溫出現在1992年,為7.74℃;最高年平均氣溫出現在2004年,達9.95℃,兩者之間相差為2.21℃;1992～2005年,年平均氣溫明顯有一個上升的趨勢,李川等[15]認為20世紀90年代以來川西高原基本形成近50a來最溫暖時期。由圖2可見,馬爾康4～9月份的月平均氣溫較高,均高于年平均氣溫4℃左右;7月份月平均氣溫最高,為16.2℃;12月份月平均氣溫最低,為-4.6℃。從極端氣溫統計分析來看,就整個40a,最高日平均氣溫34.6℃(2002年7月16日),最低日平均氣溫-16.6℃(1982年12月26日);馬爾康四季冬無嚴寒,夏無酷暑。

圖1 馬爾康1966～2005年年均氣溫變化趨勢

圖2 馬爾康1966～2005年月平均氣溫變化趨勢

2.1.2 相對濕度

空氣相對濕度也是影響旅游的重要因子,溫度和濕度的恰當組合可以形成愜意的氣象環境,是影響人體舒適感的主要因子之一[16]。根據統計馬爾康地區多年月平均相對濕度可知(表1),馬爾康的年平均相對濕度為61%,6～10月份的月平均相對濕度均高于65%,但是由于該地最高氣溫月平均值僅為20℃左右,較高的相對濕度對人體影響較小?？傮w來看,馬爾康地區的空氣相對濕度讓人體感覺比較舒適。

2.1.3 風速

從統計馬爾康地區的多年月平均風速可看出(表1),馬爾康地區的年平均風速為1.1m/s;月平均最大風速1.4m/s,出現在3月和4月;月平均最小風速0.8m/s,出現在12月。40a各月年際間風速變動在1m/s左右。整體來看,該地長年風速較小,對開展旅游活動比較有利。

2.1.4 降水

對馬爾康日降水資料進行統計分析發現,40a馬爾康只發生過兩次暴雨(50～99.9mm)天氣現象,分別出現在1983年6月和1992年5月;大暴雨及以上天數為0。由表1與表2可知,冬季月份多年平均降水天數小于5d,其他月份降水天數在10d以上,夏季降水天數最多;馬爾康地區多年平均降水天數大概為150d,其中小雨(陣雨)天數為120d,中雨天數為22d,暴雨天數為3d;由此可見,馬爾康地區全年出現降水天氣較多。但是,馬爾康地區全年出現10mm以上降水天數僅為25d,絕大部分降水天氣屬于小雨或陣雨天氣。綜上,馬爾康地區雖然降水天數較多但年總降水量較小。因此,降水可能對該地區旅游活動的開展影響較小。

表1 1966～2005年各氣象要素月平均值與月積累量

表2 1966～2005年不同等級降水量的降水日數

2.2 旅游氣候舒適度評價

氣候是構成旅游環境的重要因素,當氣候各要素配合適當時,人們便會感覺到舒服,反之則感覺到不舒適。人們外出旅游,大多是選擇那些氣候宜人的地區和時段。由圖3可以看出,馬爾康地區溫濕指數、風寒指數、著衣指數年內變化演變形勢基本上均以7月份為對稱軸的軸對稱圖形,根據軸對稱原則,分析對稱軸左側情況后,右側的情況可以通過對稱原理得到。下面選取1月、4月、7月對各項指數的年際變化進行詳細分析。

圖3 溫濕指數、風寒指數、著衣指數年內變化演變

2.2.1 溫濕指數變化

溫濕指數最初稱為有效氣溫,是通過氣溫和濕度的組合反映人體與周圍環境的熱量交換,是人類氣候感受的第一指標。其計算公式如下:

式中:THI為溫濕指數,t為攝氏氣溫;f為相對濕度。

由圖4知,40a馬爾康地區1月份溫濕指數基本分布在37～42,氣候為寒冷或極冷,人體感覺為不舒適或極不舒適,1966～1980年溫濕指數呈上升趨勢,1980～2005年溫濕指數年際波動較大;4月份溫濕指數基本分布在50～54,氣候為偏冷,人體感覺為較不舒適,溫濕指數年際波動較小;7月份溫濕指數基本分布在59～63,氣候為清涼或涼,人體感覺為舒適或非常舒適,1966～1992年溫濕指數呈波動下降趨勢,1992～2005年溫濕指數呈波動上升趨勢。由圖3知,馬爾康地區溫濕指數在7月份達最大值,人體感覺非常舒適;1月至7月,溫濕指數逐月上升,氣候由極冷轉變為涼;7月至12月,溫濕指數逐月降低,氣候由涼轉變為極冷;下半年溫濕指數的月際變化幅度明顯大于上半年。40a間,馬爾康地區溫濕指數總體變化較穩定,個別年份波動較大。

圖4 1月、4月、7月溫濕指數變化

2.2.2 風寒指數變化

風寒指數(WCI)表征的是不同環境下風速與氣溫對裸露人體的影響。其物理意義是指皮膚氣溫為33℃時,體表單位面積的散熱量(kcal/m2·h),根據多次實驗計算公式如下:

式中:WCI為風寒指數,t為攝氏氣溫,v為風速。

由圖5可知,40年來馬爾康地區各月風寒指數的變化大致上可以分為兩個階段:1966～1990年,風寒指數總體變化趨勢為下降;1990～2005年,風寒指數總體變化趨勢為上升,特別是7月份上升最為明顯;這與圖1中氣溫的年際變化趨勢大體一致。1月份風寒指數基本分布在-675～-575,體感稍冷風;4月份風寒指數基本分布在-510～-400,體感涼風;7月份風寒指數基本分布在-350～-250,體感稍舒適風。由圖3知,風寒指數在8月份達最大值,體感舒適風,體表單位面積散熱量最少,人體感覺舒適;1月至8月由于氣溫升高,風寒指數逐月上升,由體感冷風轉變為體感舒適風;8月至12月由于氣溫降低,風寒指數逐月下降,由體感舒適風轉變為體感冷風;全年大部分月份的風寒指數在-600～-300,體感涼風。

圖5 1月、4月、7月風寒指數變化

2.2.3 著衣指數變化

著衣指數是由澳大利亞學者Freitas提出的,考慮到人們通過穿衣來改變氣候帶來的不舒適情況,模型在實際研究中得到廣泛應用。計算式如下:

式中:t為攝氏氣溫,單位:℃;H代表人體代謝率的75%,單位:W/m2,文中取輕活動量下的代謝率,此時H=87W/m2;a表示人體對太陽輻射的吸收情況,文中取0.06;R表示垂直陽光的單位面積土地所接收的太陽輻射,單位:W/m2;a是太陽高度角,取平均狀況,設緯度為β,夏季各地太陽高度角為90-β+23°26′,冬季時各地太陽高度角為 90-β-23°26′,春秋各地太陽高度角為 90-β;v為風速,單位:m/s。

圖6 1月、4月、7月著衣指數變化

由圖6知,40a馬爾康地區1月份著衣指數基本分布在2.35～2.55,人們需要穿較厚的外套或者毛皮衣才能抵御寒冷,年際間著衣指數波動較大;4月份著衣指數基本分布在1.5～1.75,人們需要穿著冬季常用服裝,1966～1990年著衣指數呈波動上升趨勢,1990～2005年著衣指數呈波動下降趨勢;7月份著衣指數基本分布在1.0～1.3,人們只需穿襯衫和常用便服,1966～1988年著衣指數呈波動上升趨勢,1988～2005年著衣指數呈波動下降趨勢。由圖3知,馬爾康地區著衣指數在7月份達最低值,氣溫對著衣指數的變化影響最為明顯;1～7月,由于氣溫升高,著衣指數逐月降低,人們所穿衣服厚度降低;7～12月,由于氣溫降低,著衣指數逐月升高,人們所穿衣服厚度也升高;下半年著衣指數的月際變化幅度明顯大于上半年。

2.2.4 綜合舒適指數及旅游氣候舒適期變化

綜合舒適指數是以溫濕指數、風寒指數和著衣指數為基礎,采用專家打分和層次分析法確定各分指數的權重,建立的旅游氣候舒適性綜合評價模型,其計算公式如下:

式中:XTHI、XWCI和XICL分別為溫濕指數、風寒指數和著衣指數的分級賦值,0.6、0.3、0.1為各分指數的加權系數。其中7≤C≤9時為舒適;5≤C＜7時為較舒適;3＜C＜5時為較不舒適;1＜C≤3時為不舒適[10]。

由圖7看出,3～10月的綜合舒適指數均達到較舒適指標,表明這8個月均比較適合旅游;6、7、8月的綜合舒適指數均在7以上,表明這3個月為馬爾康全年最適宜旅游的月份。由圖8知,40a舒適天數基本處于110～130天,即馬爾康全年大概有1/3的天數非常適宜旅游。

1990年為舒適天數變化的一個拐點:1966～1990年,舒適天數基本在125d左右波動;1990～2005年,舒適天數呈明顯波動上升趨勢,舒適期延長,這可能與近年來川西高原氣候變暖[15]有關。經統計計算得各月舒適天數分別為:1、2、11、12月份均為0d;3月份0.6d;10月份2.8d;4月份6.1d;9月份15.4d;5月份 16.3d;6月份23.7d;8月份27.5d;7月份28.8d;其中,6、7、8月幾乎整個月都適宜旅游,5月和9月有一半的天數適宜旅游。統計40a來C≥7的開始日期和結束日期發現:開始日期最早在3月18日,最晚在5月16日,開始日期基本分布在3月28日和4月25日附近,1992～2005年連續14年開始日期一直出現在3月份以后;結束日期最早在9月10日,最晚在11月2日,出現在9月份內的基本集中在9月28日附近,出現在10月份內的各年結束日期較分散。

圖7 綜合舒適指數年內變化演變

圖8 1966～2005年舒適天數變化趨勢

3 結論與討論

馬爾康地區具有良好的旅游氣候資源。該地7月份平均氣溫最高,為16.2℃,12月份平均氣溫最低,為-4.6℃,從20世紀90年代開始該地處于近40年來最暖期,氣溫較適宜;各月平均相對濕度在44%～78%,但由于常年氣溫偏低,較高的相對濕度對人體舒適度影響較小;月平均風速在0.8～1.4m/s,風速較小,非常適宜旅游;全年降水日數在155d左右,其中120d左右為小雨或陣雨,降水日數主要集中在夏季(6、7、8月);研究發現,1960～2006年川西高原的夏季降水有微弱增加的趨勢[17-19]。這在一定程度上降低了馬爾康地區最舒適月份(夏季)的旅游舒適度,影響游客的觀景體驗,但總體影響較小。

馬爾康地區溫濕指數和風寒指數分別在7、8月份達最大值,著衣指數在7月份達最低值,因此,人體在7月份感覺最舒適;40a馬爾康地區溫濕指數,風寒指數和著衣指數總體變化較穩定,個別年份波動較大。通過對綜合舒適指數分析發現,馬爾康全年最舒適期為6、7、8月,其中7月份舒適天數最多,幾乎整個月內均適宜旅游。對馬爾康地區1966～2005年全年舒適天數統計得出,該地區全年大概有1/3的天數適宜旅游,旅游適宜期和較適宜期長達8個月。馬爾康與若爾蓋均位于川西高原北部,經度接近,緯度相差兩度左右,若爾蓋海拔高度較馬爾康高800m左右。彭林英等[20]研究發現,若爾蓋地區舒適的月份是7月和8月,相對舒適月份為6月和9月,與馬爾康地區舒適期基本相同,均適宜開展夏季避暑旅游。這與郭潔、胡毅等[21]認為川西高原可以開展夏季避暑旅游的結論一致。

研究發現1992～2005年間年平均氣溫明顯有一個上升的趨勢。1990年為舒適天數變化的一個拐點:1966～1990年,舒適天數基本在125d左右波動;1990年舒適天數達極小值;1990～2005年,舒適天數呈明顯波動上升趨勢。陳超等[18]研究發現,與1961～1990年相比,1991～2009年的年均氣溫較前一段升高了0.5℃,1961～2009年四川省的年均氣溫氣候傾向率為0.17℃/10a,氣溫總體呈升高的趨勢,川西高原地區增溫幅度大于盆地,1990年為川西高原氣溫變化的一個拐點。周永明等[10]認為高海拔地區旅游適宜度,最高溫度起主要作用,太陽輻射、運動強度次之,風再次之,濕度作用不大。在溫濕指數,風寒指數、著衣指數的計算公式中均有氣溫項。因此,對于馬爾康來說,氣溫是決定該地旅游氣候舒適度的最主要氣象因子。在海拔3000m以上的川西高原增溫與全球氣溫變暖基本一致[22]。因此,全球氣候變暖對馬爾康地區旅游也有一定的影響。

致謝:感謝成都信息工程學院2011年校級大學生創新性實驗計劃資助項目(CX201101)對本文的資助

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