太白山氣溫變化及旅游氣候舒適度評價

雷 雯，張向榮，張毅軍，楊 瓊，趙 磊

(1.寶雞市氣象局，陜西寶雞 721006；2.閻良區氣象局，西安 710089；3.眉縣氣象局，陜西眉縣 721300)

在人們進行旅游等戶外活動的時候，人體感覺舒適程度與氣象條件緊密相關。早在1966年特吉旺就提出了氣候舒適性指數[1]的概念。20世紀90年代開始，國內許多學者對旅游氣候舒適度做了大量研究，使用最多的是溫濕指數、人體舒適度指數和風寒指數。任健美等[2]對五臺山旅游氣候資源進行評價；孫滿英等[3]對九華山旅游氣候舒適度進行評價，并將其與客流量進行了相關性分析；韓蓓蓓等[4]對華山旅游氣候舒適度時空變化進行分析，劃分了旅游舒適期。通過對山岳型景區旅游氣候舒適度的分析研究，為景區旅游發展規劃和游客選擇旅游時間提供了參考。

秦嶺是我國南北氣候分界線，也是長江、黃河兩大水系的分水嶺。秦嶺山脈主峰太白山，位于107°22′25″～107°51′30″E， 33°49′30″～34°05′35″N，地跨陜西眉縣、太白、周至三縣。太白山國家森林公園位于眉縣境內，1991年獲批建立，2016年獲批為國家5A級旅游景區。公園面積2 949 hm2，共有8大景區180多個景點，海拔高度620～3 767.2 m。太白山以巨大的高山落差，由下向上形成明顯的暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞溫帶、亞寒帶、寒帶五個垂直氣候帶。太白山的地質地貌、山岳冰川、源泉秀水、森林群落、天象景觀、奇花異草、人文歷史構成了完美的景觀體系，是最佳的生態旅游景區，為越來越多的游人所熱衷，現已迅速發展成為集觀光旅游、休閑度假、科考探險和療養保健為一體的旅游勝地。利用太白山文公廟和眉縣自動氣象站2013—2017年的溫度、相對濕度、風速資料，對太白山山上、山下近5 a的氣溫變化進行對比分析；根據太白山旅游區氣候特征，選取風寒指數和人體舒適度指數對山上、山下四季逐時旅游氣候舒適度作出評價，并進行對比分析，給出相應的旅游建議，為太白山旅游氣候資源的合理開發利用以及氣象部門科學開展旅游氣象服務提供依據。

1 資料和方法

1.1 資料

太白山森林公園主要景點和最具觀賞價值的自然景觀大多分布在2 700 m以上的中、高山區，因此選取海拔3 378 m的文公廟站代表山上，用眉縣站代表山下；文公廟站氣象資料始于2013年1月，為了對比研究需要，統一使用文公廟和眉縣自動氣象站2013—2017年逐小時氣溫、相對濕度、風速資料。日平均氣溫為逐時氣溫的平均值。

1.2 研究方法

1.2.1 四季劃分標準 因研究需要，對季節劃分采取兩種方式。一種為氣象劃分法，以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—次年2月為冬季[5]。另一種采用《氣候季節劃分》QX/T 152—2012[6](簡稱“行標法”)界定四季起始日期，計算近5 a太白山山上、山下四季的入季時間以及日數。

1.2.2 旅游氣候舒適度評價方法 風寒指數表征寒冷環境條件下，風速與氣溫對裸露人體的影響，多考慮風速和氣溫條件。人體舒適度指數全面考慮氣溫、濕度、風等3個氣象要素對人體舒適度的影響[7]。太白山森林公園海拔高、氣溫低、風速大，屬于高寒地區，應注重冷應力導致的氣候不舒適程度。因此采用下列公式計算風寒指數[8]。

(1)

式中，H為風寒指數，T為氣溫(℃)，V為風速(m/s)。為了便于比較，同時參考我國中部南昌市人體舒適度指數方法[9]

(2)

式中，K為人體舒適度指數，RH為相對濕度(%)，V為風速(m/s)。

參考文獻4和文獻10給出了風寒指數和人體舒適度指數等級劃分及感覺程度(見表1、表2)。

表1 風寒指數等級劃分

表2 人體舒適度指數等級劃分

2 氣溫變化

氣溫是影響人體舒適度最主要的氣象要素之一，且太白山山上、山下氣溫差異大，造成的人體感覺舒適程度差異也大，因此首先對太白山山上、山下氣溫進行對比分析。

2.1 年季變化特征

2.1.1 年、季平均氣溫 太白山氣溫隨海拔高度的增加呈垂直遞減分布，平均每升高100 m，氣溫下降0.56 ℃。太白山山上和山下氣溫差異較大。由2013—2017年太白山山上、山下年、季平均氣溫(表3)看出，山上年平均氣溫值為0.2 ℃，山下14.6 ℃；山上年平均最高氣溫4.9 ℃，山下20.8 ℃；山上年平均最低氣溫-3.1 ℃，山下10.4 ℃ 。從季節變化來看，兩地夏季氣溫最高，溫差最大，山上8.8 ℃，山下26.0 ℃。冬季氣溫最低，溫差最小，山上-8.5 ℃，山下2.7 ℃。山上秋季氣溫比春季高1.4 ℃，山下秋季氣溫比春季低1.1 ℃，主要原因是山上春季氣溫回升緩慢，秋季降溫也慢，而山下春季氣溫上升很快，秋季降溫幅度相對較大所致。

表3 2013—2017年太白山山上、山下年季平均氣溫 ℃

2.1.2 四季特征 按照行標法對氣候季節的劃分，統計2013—2017年太白山山上、山下四季平均日數(表4)和起止時間，發現山上氣溫從未達到入夏標準，5 a日平均氣溫最高值僅14.4 ℃，極端最高氣溫20.3 ℃，由此可見，山上常年無夏。山下入夏時間在5月中旬—6月上旬，夏季年均日數100 d。山上入春時間一般出現在6月中旬—7月中旬，比山下晚112 d，因為沒有夏季，因此春秋季相連，兩季年均日數僅48 d，最多年份達74 d。山下入春時間最早出現在3月3日，最晚出現在3月24日；入秋時間為8月下旬—9月上旬，秋季62 d，春秋季年均日數136 d。山上60%的入冬時間出現在8月下旬，比山下早76 d，冬季年均日數長達318 d。山下入冬時間為10月下旬—11月上旬，冬季年均日數130 d。

2.2 月變化特征

2.2.1 月平均氣溫和極端氣溫 由2013—2017年太白山山上、山下月平均氣溫變化(圖1)可知，山上月平均氣溫在-8.9～9.9 ℃之間，山下月平均氣溫在1.4～27.7 ℃之間，山上各月氣溫明顯低于山下。兩地7月氣溫為全年最高，溫差最大，達17.8 ℃；1月氣溫為全年最低，溫差最小，為10.3 ℃。山上氣溫年較差為18.8 ℃，小于山下26.3 ℃，可見海拔越高氣溫年較差越小。

圖1 2013—2017年太白山山上、山下月平均氣溫變化

圖2給出了2013—2017年太白山山上、山下各月極端最高、最低氣溫變化。近5 a太白山山上極端最高氣溫為20.3 ℃，山下為42.3 ℃，均出現在2017年7月10日，極端最高氣溫相差22 ℃。山上極端最低氣溫-32.0 ℃，山下-12.3 ℃，均出現在2016年1月25日，極端最低氣溫差值為19.7 ℃。

圖2 2013—2017年太白山山上、山下各月極端最高、最低氣溫變化

2.2.2 寒冷日數和高溫日數 分別對太白山山上和山下日最低氣溫≤-20、-15、-10、0 ℃的寒冷日數進行統計，山上≤-20 ℃年均日數為3.4 d，≤-15 ℃年均日數為29.8 d，≤-10 ℃年均日數為78.4 d，≤0 ℃的年均日數為203 d。山上≤0 ℃的寒冷日數除7—8月未出現、6月偶有出現外，其余月份均有出現，尤以10月—次年4月出現最多。山下未出現≤-20 ℃和≤-15 ℃的寒冷日數，日最低氣溫≤-10 ℃的年均日數為0.6 d，≤0 ℃的年均日數為67.8 d。

對太白山山上和山下日最高氣溫≥35 ℃的高溫日數進行統計，山上未出現高溫。山下2013—2017年累計出現高溫日數121 d，年均24.2 d。高溫出現在5—9月，7月最多，年均11.6 d；其次為8月，年均7 d；6月年均4 d；9月和5月出現概率較小。

2.3 日變化特征

選取典型月1月、4月、7月、10月分別代表冬、春、夏、秋季，對太白山山上和山下春、夏、秋、冬逐時氣溫進行分析，由圖3可知，在同一季節相同時次，太白山上氣溫明顯低于山下。冬季兩地溫差最大值出現在16時，為14.7 ℃。春、夏、秋三季兩地溫差最大值比冬季晚1 h，出現在17時，差值分別為20.1 ℃、21.6 ℃、15.4 ℃。春季太白山山上06時氣溫最低，07時開始升溫，12—13時氣溫升到最高，14時開始降溫，升溫時間短，降溫時間長。山下06—07時氣溫最低，08時開始升溫，16時氣溫最高，17時開始降溫，最高最低氣溫出現時間滯后。夏季山上05—06時氣溫最低，山下06時最低；兩地都從07時開始升溫，山上12時氣溫最高，13時開始降溫，山下16時氣溫最高，17時開始降溫，比春季最低氣溫出現時間早。秋季山上山下均07時氣溫最低，08時開始升溫，最高氣溫出現時間和降溫時間均與夏季相同。冬季山上04—08時氣溫最低，山下08時氣溫最低；兩地都從09時開始升溫，山上12—13時氣溫最高，14時開始降溫，山下15時氣溫最高，16時開始降溫。

圖3 太白山山上、山下四季逐時氣溫變化

3 太白山旅游氣候舒適度評價和旅游建議

選取典型月份1月、4月、7月、10月分別代表冬、春、夏、秋季，利用氣溫、相對濕度和風速等資料，分別計算2013—2017年太白山山上、山下四季逐時風寒指數(圖4，見下頁)和人體舒適度指數(圖5，見下頁)。

可以看出兩種指標計算結果有一定偏差：山上冬季嚴寒且風大，用風寒指數計算的結果相對精細和準確。而山上其他季節以及山下各季用人體舒適度指數計算的結果與實際更為相符。因此將風寒指數作為太白山山上冬季氣候舒適度評價指標，將人體舒適度指數作為山上其他季節及山下各季氣候舒適度評價指標，得出評價結果和旅游建議。

圖4 2013—2017年太白山山上、山下四季逐時風寒指數

圖5 2013—2017年太白山山上、山下四季逐時人體舒適度指數

(1)春秋季 太白山山上春、秋季節全天各時次舒適度指數均為-3級，冷，大部分人感覺不舒適。山下春季舒適度指數12—21時為0級，最舒適；22—05時，08—11時為-1級，涼爽，較舒適；06—07時為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。山下秋季舒適度指數12—18時為0級，最舒適；19—06時、08—11時為-1級，涼爽，較舒適；07時為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。春、秋季節山下白天氣候舒適，山上會感覺冷。但春秋兩季山上卻有山下領略不到的宜人景色。太白山從淺山區到高山區，每年春季各種奇花異草競相開放，秋季各種植被絢麗多彩，層林盡染，且春秋兩季山中多會下雪或有積雪出現，游客可欣賞到山中看花，山頂賞雪或紅葉白雪兩相宜的奇妙景觀。春秋兩季山上07—08時已經開始升溫，08—18時氣溫均在0 ℃以上，上山備好棉衣、羽絨服、毛褲、輕薄羽絨褲等防寒保暖，旅游活動不受影響。因夜間氣溫多在0 ℃以下，路面常有結冰或積雪，上山需做好防滑措施。

(2)夏季 太白山夏季全天各時次舒適度指數為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。山下夏季舒適度指數01—09時為0級，最舒適；10—15時、20—00時為1級，暖，較舒適；16—19時為2級，微熱，少部分人感覺不舒適。夏季山下午后較熱，年均高溫日數達24.2 d，而山上微冷，極端最高氣溫只有20.3 ℃，游客可上山納涼避暑，還能體驗山上“一日歷四季”的氣候多變景象。夏季上山仍需穿長袖外套，且高山紫外線強烈，游客需做好防曬措施。

(3)冬季 太白山山上冬季舒適度指數10—15時為4級，冷；09時、16時為5級，很冷；17—08時為7級，有凍傷危險。山下冬季舒適度指數12—20時為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適；21—11時為-3級，冷，大部分人感覺不舒適。冬季的太白山天寒地凍，有凍傷的危險，風大路滑，行走困難，非專業登山人士，不建議開展旅游活動。而山下12—20時微冷，可在山腳湯峪鎮體驗滑雪、溫泉、冰雕等特色旅游項目。確有上山需要，可選擇白天09—16時寒冷程度較輕時間進行。上山備好風雪大衣、厚羽絨服、厚羽絨褲，手套、圍巾、帽子、口罩，全身做足保暖措施。因為積雪較厚，行走不便，需做好充足體力準備和水、糧供給。17—08時有凍傷危險，建議提早下山，夜間不要留宿山中。

4 結論

(1)太白山山上山下氣溫差異明顯。山上平均氣溫0.2 ℃，山下14.6 ℃；山上常年無夏，春秋季48 d，冬季長達318 d，入春時間比山下晚112 d，入冬時間比山下早76 d。山上≤-10 ℃年均日數為78.4 d，山下為0.6 d；山上≤0 ℃的年均日數為203 d，山下為67.8 d。山上無高溫出現，山下年均高溫日數為24.2 d。山上春季07時開始升溫，比山下早1 h，夏、秋、冬三季兩地升溫時間一致，分別為07時、08時、09時；山上冬春季14時開始降溫，夏秋季13時開始降溫，相比山下冬季早2 h，春季早3 h，夏秋季早4 h。

(2)太白山山上春、秋季全天各時次舒適度指數為-3級，冷，大部分人感覺不舒適。但白天旅游活動時間內氣溫都在0 ℃以上，合理著裝，可領略別具韻味的春、秋景。夏季全天各時次舒適度指數為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。夏季山下酷暑悶熱，可上山納涼避暑，是最佳旅游季節。冬季舒適度指數10—15時為4級，冷；09時、16時為5級，很冷；17—08時為7級，有凍傷危險，建議冬季停止旅游。可在山腳湯峪鎮體驗滑雪、溫泉、冰雕等特色旅游活動。