基于人體舒適度的商洛市氣候康養旅游評價

張 運，陳 蕾，王衛民，宋文超，王式功,3

(1.成都信息工程大學大氣科學學院/高原大氣與環境四川省重點實驗室，成都 610225； 2.商洛市氣象局，陜西商洛 726000； 3.中國科學院、中國工程院遵義院士工作中心(遵義高等研究院)，貴州遵義 563000)

隨著我國經濟的快速發展，旅游業也蓬勃發展，各地亦開始積極發掘、宣傳本地旅游資源及項目?，F階段，影響游客選擇旅游時間、地點以及目的有多種因素[1]。在“全民大健康”的背景下，生活節奏較快的城市居民往往希望能在居住地附近選擇一個風景優美、氣候舒適的地方進行休閑康養旅游[2]。因此，氣候資源對旅游業的影響及其評價分析方法成為了目前的熱點研究問題。

國內外相關學者對氣候和旅游的相互關系進行了一系列研究，并取得大量成果，Martín等[3]研究了氣候和天氣與旅游的地點、市場需求和供給的關系，認為在氣候變化背景下有利的氣候資源會成為游客的首要選擇之一；F?rland等[4]通過現場調查得到游客更傾向于在晴朗溫暖的天氣情況下出游，并建立了相關經驗關系，對旅游管理有重要的意義；Kozak等[5]調查了不同國籍游客對不同旅游目的地的選擇動機，其中氣候條件成為了游客的主要共同動機；Eugenio-Martin等[6]研究了當地氣候與客源國或出境度假選擇的關系，認為當地氣候是決定游客度假選擇目的地的重要因素；官景得等[7]分析了寧夏39年來各地氣候適宜期的變化特征，指出近年來氣溫顯著變化是影響氣候適宜期的主要因素；鐘林生等[8]研究了氣候變化對西藏旅游舒適期的影響，按照旅游氣候指數是否隨著氣候變化增長(減少)以及增長(減少)的快慢程度對西藏旅游地區進行分區并設計旅游服務產品；周業智等[9]評估了中俄跨邊境地區的旅游氣候舒適度，其中大部分地區的舒適期為5個月，舒適期最長地區可達7個月；雷雯等[10]研究了太白山獨特的山地立體氣候，為游客合理規劃出游時間及地點提供科學依據。城市化的快速發展使得城市熱島強度逐年增大[11]，商洛近年來成為以西安為代表的關中平原城市群以及周邊鄂豫兩省城市的世外桃源，為周邊生活工作節奏緊湊的城市游客提供休閑康養旅游服務。從氣候資源的角度對商洛適宜康養旅游的氣象條件進行分析，利用人體舒適度計算得到商洛市7縣(區)和西安的“舒適”日數，并對比分析各時期各地的“舒適”日數，給出相關康養旅游建議，以期能夠有效指導相關文旅部門科學合理地安排旅游項目，助力商洛康養旅游產業的蓬勃發展。

1 資料和方法

1.1 區域概況及資料

商洛隸屬于陜西省東南部，毗鄰省會西安，與鄂豫兩省交界。處于秦嶺腹地的商洛地跨長江、黃河兩大流域，在北亞熱帶和暖溫帶的交界區域，且全市海拔高度差異較大，具有明顯的山地立體氣候，獨特的氣候和地理條件，賦予了商洛得天獨厚的氣候、生態環境等旅游資源，并于2019年被中國氣象學會授予“商洛·中國氣候康養之都”的稱號。

本文采用1980—2018年商洛市7縣(區，具體為鎮安、丹鳳、商南、柞水、洛南、商州、山陽)的逐日地面常規氣象觀測資料，以及同期西安逐日地面常規氣象觀測資料。1980—2013年使用西安站(57036)數據，2014年西安站遷至涇河站(57131)，故2014—2018年使用涇河站數據。其中主要包括日平均氣壓、日平均氣溫、日最高最低氣溫、日降水量、日平均相對濕度和日平均風速等。

1.2 人體舒適度計算方法

相關研究表明人體在最舒適的氣候條件下各類疾病的發病率最低[12]。人體舒適度是一種可直觀地反映某地康養氣候資源情況的標準，本文采用基于黃金分割法構建的人體舒適度計算方法[13]，用人體正常體溫與黃金分割率的乘積來表示裸露情況下人體感到最舒適的環境溫度，約為22.7 ℃。考慮到由于人體對氣候的適應能力較強，對于不同緯度(φ)與不同月份(M)人群的舒適感有所差異，因此，作了調整，得到最佳舒適溫度

Ts=22.7×[1.0-0.3sin(φ-23.5)]-0.3cos[15(M-1)]。

(1)

再由日平均氣溫(Ta)、日平均相對濕度(RH)、日最適相對濕度(RHS)、日平均風速(V)等氣象要素進行綜合計算，如式(2)、式(3)所示，得出體感溫度(Tg)，最后根據基于體感溫度的舒適度等級表[14](如表1所示)進行劃分，得到當日的舒適度等級，即從“-6級(嚴寒)”到“4級(酷熱)”，共有11個等級。

表1 基于體感溫度的舒適度等級動態劃分

注：Dt=裸露人體的最適溫度(22.7 ℃)-最佳舒適溫度(Ts)。

當Ta≥Ts，RH>RHS時，

Tg=Ta+A{exp[0.05(Ta-Ts)(RH-RHS)]-1}
-0.03(Ta-Ts)V。

(2)

當TaRHS時，

Tg=Ta-A{exp[0.013(Ts-Ta)(RH-RHS)]+1}
-0.01(Ts-Ta)V。

(3)

其中，A=36.75(1-0.618)≈14，當無降水時，最適相對濕度(RHS)取50%；有降水時，最適相對濕度(RHS)取62.8%。

2 結果分析

2.1 商洛市與西安市氣候特征

圖1給出了商洛和西安多年各月平均氣溫和日較差變化趨勢，可以看出在秋、冬季兩地平均氣溫相差甚少，在春、夏季兩季差異較大。夏季時商洛平均氣溫為23.34 ℃，西安平均氣溫比商洛高2～3 ℃。西安和商洛在7月時均達到了全年最高氣溫，西安7月多年平均氣溫為27.29 ℃，商洛7月多年平均氣溫較低，為24.44 ℃。同時，利用兩地氣象資料進行統計分析可知，近39年來商洛和西安均于2006年6月17日達到歷史日最高氣溫，分別為40.7 ℃和42.9 ℃，且39年來商洛年均高溫日(日極端最高氣溫≥35 ℃)約6 d，西安則有23 d。從兩地各月平均氣溫日較差(日最高氣溫-日最低氣溫)情況可以看出，商洛全年氣溫日較差較西安大。由于商洛地區海拔高度差異較大，凸顯了商洛山地立體氣候的優勢，夜晚涼爽舒適，有利于人們夏季睡眠質量的提高。因此，商洛夏季平均氣溫低，高溫日數少，氣溫日較差大，具有適宜夏季進行避暑旅游的氣象條件。

圖1 1980—2018年商洛和西安月平均氣溫和氣溫日較差對比

圖2給出了兩地多年平均降水量和相對濕度對比情況，可以看出兩地均是雨熱同期，降水量和相對濕度的變化趨勢基本一致，高值區主要集中于7—9月，其中商洛在7月時平均降水量達到最大，為133.02 mm。近39年來商洛全年月均降水量較西安多，尤其是在夏季(6—8月)商洛的降水量遠高于西安。同時，商洛在5—9月平均相對濕度較西安大，而從10月到次年4月相對濕度則低于西安。在相對冷的季節下相對濕度較大會增加人體的寒冷感覺，秋冬時商洛相對濕度低，使人感到更為舒適。商洛夏季平均降水量和相對濕度均較高，濕潤宜人；在相對冷的季節相對濕度較低，有利于增加人體的舒適感。

圖2 1980—2018年商洛和西安月平均降水量和相對濕度對比

圖3給出了商洛和西安多年各月平均風速變化情況，可以看出商洛全年風速比西安大，且季節變化趨勢相反，商洛冬春季風速大，夏秋季風速小，而西安正好相反。同時，兩地夏季風速差異較小，商洛夏季風速為全年最小，穩定在2 m/s左右，夏季適度的風有利于帶走熱量，進而緩解炎熱。

圖3 1980—2018年商洛和西安月平均風速對比

2.2 商洛7縣區和西安市人體舒適度時間分布特征

利用上述人體舒適度計算方法，計算得到商洛市7縣(區)和西安市的人群體感溫度(Tg)，并參照表1的劃分標準，得出各地每日的舒適度等級，選取“舒適(0級)”等級的日數進行分析。表2給出了商洛7縣(區)和西安的年均“舒適”日數和3—10月各月平均“舒適”日數，從年均“舒適”日數分布可以看出，西安市的“舒適”日數約為51 d，商洛7縣(區)“舒適”日數都較西安多，均達到了60 d及以上。其中與西安相鄰的柞水縣和鎮安縣“舒適”日數最高，均為69 d；商洛地區“舒適”日數最少的是丹鳳縣，為60 d。從月平均“舒適”日數分布可以看出，1月、2月、11月和12月的“舒適”日數均為0，各地在9月時“舒適”日數最多，其次為5月，且在上述兩月各地“舒適”日數相差較小，最多相差4～5 d。9月除洛南縣外，商洛其他6縣(區)“舒適”日數都較多，尤其是商州區、鎮安縣、商南縣和山陽縣“舒適”日數均高達18 d。5月西安的“舒適”日數最少，商洛地區7縣(區)“舒適”日數都較多，尤其是鎮安縣、柞水縣和山陽縣“舒適”日數均高達17 d。在氣溫較高的7月和8月各地“舒適”日數均較少，其中洛南縣相對較為舒適，該地“舒適”日數分別為7 d和12 d。6月柞水縣和洛南縣較為舒適，兩地“舒適”日數均為15 d。西安在6—8月這3個月舒適度均較差，僅有1～3 d。

表2 商洛7縣(區)和西安3—10月的月平均“舒適”日數 單位：d

圖4給出了各地“舒適”等級日數的季節分布情況，可以看出各地在夏季時“舒適”日數差異最大，西安的“舒適”日數最少，約為7 d。與全年分布不同的是，商洛地區夏季“舒適”日數最多的是洛南縣，約為34 d；其次是柞水縣，約為29 d；而“舒適”日數較少的是商南縣和丹鳳縣，分別為13 d和14 d。各地在春、秋兩季時的“舒適”日數差別較小，而夏季“舒適”日數則與春、秋季差別較大。夏季相對舒適的洛南縣在春、秋兩季舒適度較差，“舒適”日數分別為19 d和15 d；而夏季較不舒適的商南縣、丹鳳縣等地在春、秋兩季又較為舒適。春季“舒適”日數最多的是鎮安縣，約為27 d，秋季“舒適”日數最多的是商南縣，為24 d。與多數北方城市類似，各地冬季“舒適”日數均為0。

圖4 1980—2018年商洛市7縣(區)和西安市的“舒適”日數季節和全年分布

3 結論與討論

(1)商洛夏季平均氣溫僅為23.34 ℃，較西安低2～3 ℃，其中7月時商洛和西安平均氣溫為全年最高，分別為24.44 ℃和27.29 ℃，且商洛年均高溫日(日極端最高氣溫≥35 ℃)約6 d，西安則有23 d。商洛日較差比西安大，使得夏季更有利于夜間睡眠質量的提高。同時，商洛和西安均為雨熱同期，商洛夏季降水充沛，相對濕度較高，在我國西北地區濕潤宜人的氣候不可多得，且夏季多為2 m/s的輕風，有利于疏散人體熱量，故商洛夏季氣象條件具有良好的避暑康養效果，適宜開展相關康養旅游項目。

(2)商洛7縣(區)年均“舒適(0級)”日數均較西安多，其中柞水縣和鎮安縣最多，均為69 d。在氣溫最高的7月洛南縣的“舒適”日數最多，可達7 d，而西安7月時“舒適”日數僅為1 d。從四季分布來看，建議游客在春季前往“舒適”日數最多的鎮安縣進行康養旅游，夏季時則可以前往“舒適”日數較多的洛南縣和柞水縣，秋季時可選擇“舒適”日數最多的丹鳳縣，冬季寒冷為北方城市的共性，各地“舒適”日數都為零，建議當地文旅部門應從多角度拓展冬季旅游項目，使商洛冬季旅游能夠脫穎而出。