1961—2010年貴州省氣候舒適度時空變化特征

韓會慶， 黃 婭， 蔡廣鵬， 張朝瓊

(1. 貴州理工學院 建筑與城市規劃學院, 貴州 貴陽 550003; 2. 貴州師范大學 地理與環境科學學院, 貴州 貴陽 550001)

貴州省地處云貴高原東部，境內地勢起伏大，高差懸殊，喀斯特分布面積10.91萬km2，占全省土地總面積的61.9%，喀斯特地貌形態齊全，種類多樣[1-2].同時，貴州省處于南亞熱帶和中亞熱帶地區，地勢由北、東、南向中西部升高，起伏較大，這使得貴州省生物資源多樣性突出[3-4]，加之全省氣候冬無嚴寒、夏無酷暑、氣候溫和、降雨適中，使貴州省成為我國重要旅游觀光和避暑勝地.據統計，2014年全省實現旅游增加值780億元，占GDP比重8.7%，占服務業增加值的18%，旅游業已成為全省重要的發展產業.

舒適的氣候條件不僅可以增加富有特色的旅游內容，還能擴展旅游活動的時空分布[5].目前，國內外對氣候舒適度研究內容主要集中氣候舒適度評價[6-7]和氣候舒適度時空演變[8-9].研究對象多集中在某一城市或旅游景區[10-12]，缺乏較大尺度區域的分析，尤其是缺乏對我國西南地區的研究.研究方法上主要采用經驗模型[13]，如曹開軍等[13]利用溫濕指數、風效指數、著衣指數及綜合舒適指數等方法.由于地域環境的差異，經驗模型適用性逐漸受到學者關注，經驗模型的改進成為氣候舒適度研究的重要方向[14].

貴州省作為我國重要的旅游區，其氣候舒適度研究多集中在氣候舒適度評價方法、分級標準構建[15]以及氣候舒適度空間特征分析[16]，鮮有長時間序列氣候舒適度時空變化特征分析.近年來，在全球變暖影響下，影響氣候舒適度的氣候因子勢必發生改變，這將深刻影響貴州省氣候資源的時空分布.鑒于此，本研究利用1961—2010年貴州省19個一級氣象站逐日氣象數據，依據《貴州省旅游氣象舒適度標準(DB52/T556-2009)》的氣候舒適度評估方法和標準，對貴州省50 a來氣候舒適度時空變化特征進行分析，以期為該區旅游氣候資源合理利用、旅游開發和規劃提供科學依據.

1 研究方法

1.1數據來源本研究數據來源主要包括:1) 氣候數據：來源于1961—2010年貴州省19個一級氣象站逐日平均氣溫、相對濕度、平均風速；2) 坡度與高程數據：來源于全球科學院計算機網絡信息中心國際科學數據鏡像網站(http://datamirror.csdb.cn)提供的ASTERGDEM數據(30m×30m)；3) 地貌類型數據：來源于韓會慶等[17]的研究成果.

1.2研究方法

1.2.1氣候舒適度計算方法 依據《貴州省旅游氣象舒適度標準(DB52/T556-2009)》中的氣候舒適度計算方法進行[15]，其計算方法及分級標準見表1.

(1)

其中,SD為氣候舒適度指數，T為溫度(℃)，RH為相對濕度(%)，V為風速(m/s).

表 1 貴州省氣候舒適度劃分標準

1.2.2變異系數計算 變異系數即為離均系數，它表示某一觀測值的變化程度，等于觀測值標準差除以平均值[18],其計算公式為

CV=S/X×100%,

(2)

其中,CV是變異系數，S是觀測值標準差，X為觀測值平均值.

1.2.3趨勢傾向率 趨勢傾向率表示觀測值變化趨勢，可用一次線性方程表示[19],其具體公式為

y=at+b,

(3)

其中,y是氣候要素時間序列，a為回歸系數，b為回歸常數.

2 結果與分析

1961—2010年貴州省氣候舒適度指數呈波動增加趨勢，最低值為1984年的55.44，最高值為1998年的57.89，多年平均氣候舒適度指數為56.62，為Ⅳ級.從不同時間段看，1961—2000年氣候舒適度指數增加幅度較小，2001—2010年增加幅度較大，氣候舒適度指數由Ⅳ級逐漸向Ⅴ級接近(圖1).

圖 1 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數年際變化

從月份看，貴州省大部分月份氣候舒適度為Ⅳ和Ⅴ級，僅有小部分月份為Ⅱ和Ⅲ級，其中5、6、9、10月為Ⅴ級，4、7、8、11月為Ⅳ級，2、3、12月為Ⅲ級，僅有1月為Ⅱ級.從季節看，秋季為Ⅴ級，春季和夏季為Ⅳ級，冬季為Ⅲ級(圖2).

圖21961—2010年貴州省氣候舒適度指數月份和季節變化

Fig.2MonthlyandseasonlyvariationofclimatecomfortdegreeinGuizhouProvincefrom1961to2010

1961—2010年貴州省大部分地區多年平均氣候舒適度指數為Ⅳ和Ⅴ級，其中東部和南部多為Ⅴ級，中部和北部多為Ⅳ級，僅有西部小部分地區為Ⅲ級.從不同季節看，春季和秋季氣候舒適度指數空間格局與多年平均氣候舒適度指數空間格局接近；盡管貴州省大部分地區夏季氣候舒適度指數也多為Ⅳ和Ⅴ級，但其空間格局與春季、秋季和多年平均氣候舒適度指數空間格局差異很大，其東部為Ⅲ級，中東部為Ⅳ級，西部為Ⅴ級；研究區大部分地區冬季氣候舒適度指數多為Ⅱ和Ⅲ級，其中Ⅱ級多集中西部和西北部，其他大部分地區為Ⅲ級(圖3).

圖31961—2010年貴州省氣候舒適度指數空間格局

Fig.3SpatialpatternofclimatecomfortdegreeinGuizhouProvincefrom1961to2010

1961—2010年貴州省大部分地區氣候舒適度指數呈增加趨勢，僅有中部和西南部零星地區呈下降趨勢，其中南部和西部氣候舒適度指數增加幅度較大，趨勢傾向率大于0.3;其他大部分地區氣候舒適度指數增加幅度較小，趨勢傾向率多介于0.1～0.2(圖4左).貴州省東部和南部氣候舒適度變異系數較小，多小于1.4;中西部氣候舒適度變異系數較大，多大于1.6(圖4右).

圖 4 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數趨勢傾向率和變異系數空間格局

隨著坡度增加，氣候舒適度指數呈先增加后降低特點，小于13.7°地區氣候舒適度較低，19.9°～36.6°地區氣候舒適度較高，13.7°～19.9°和大于36.6°地區氣候舒適度居中.隨著高程增加，氣候舒適度指數呈持續降低特點，氣候舒適度指數由Ⅴ級逐漸降低到Ⅲ級.與氣候舒適度指數在高程上變化相比，氣候舒適度指數在坡度上變化幅度較小，各坡度帶的舒適度指數均介于Ⅳ級(圖5).

圖 5 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數在高程和坡度梯度帶變化

貴州省低山氣候舒適度指數較高，為V級;盆(壩)地、丘陵和中山氣候舒適度指數居中，為IV級;高原氣候舒適度指數較低，為III級(圖6).

圖 6 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數在各地貌類型上特征

3 討論與結論

3.1討論1) 依據《貴州省旅游氣象舒適度標準(DB52/T556-2009)》，本研究氣候舒適度評估指標主要為溫濕指標，即溫度、濕度和風速.盡管該指標已在世界各地得到廣泛應用，但該方法忽視了輻射對人體的影響.今后應根據研究區特點構建氣候舒適度評估指標體系，對現有氣候舒適度評估方法進行修正和改進.

2) 本文氣候舒適度評估數據主要依據貴州省19個一級氣象站逐日觀測數據，雖這些站點基本能夠代表研究區氣候條件，但對貴州省這一地形復雜山區，現有氣象觀測數據不能反映微觀地形地貌的差異，這將降低評估結果的精度.

3) 本研究發現50a間貴州省氣候舒適度整體呈增加趨勢，這與哈爾濱、北京、南京等城市氣候舒適度變化趨勢一致，卻與福州和海口等城市氣候舒適度變化趨勢相反[20]，這說明氣候變化在區域尺度具有明顯的差異性.此外，貴州省氣候舒適度等級較高的月份持續較長，這高于中國大部分城市氣候舒適等級較高月份數量，卻與西南地區的昆明較為接近[8]，這主要與西南地區獨特的高原地形和低緯度有關.

3.2結論1) 1961—2010年貴州省氣候舒適度呈增加趨勢，由IV級逐漸接近V級.50a間大部分地區氣候舒適度呈增加趨勢，僅有中部和西南部零星地區呈下降趨勢.東部和南部氣候舒適度變異系數較小，中西部較大.

2) 貴州省東部和南部氣候舒適度多為V級，中部和北部多為IV級，西部小部分地區為III級.大部分月份氣候舒適度為IV和V級，僅有小部分月份為II和III級.秋季氣候舒適度為V級，春季和夏季為IV級，冬季為III級，春季、秋季和多年平均氣候舒適度空間格局接近，且與夏季、冬季氣候舒適度空間格局差異較大.

3) 隨著坡度增加，氣候舒適度呈先增加后降低特點，隨著高程增加，氣候舒適度呈持續降低特點;低山氣候舒適度為V級，盆(壩)地、丘陵和中山氣候舒適度為IV級，高原氣候舒適度為III級.

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