咸寧市山地避暑旅游氣候資源分布特征

魏華兵，李 磊，羅 昱，邢麗田，吳棟橋，王芬芬，唐子珺

（1.咸寧市氣象局，湖北 咸寧 437100；2.黃岡市氣象局，湖北 黃岡 438000）

避暑旅游主要是憑借旅游地涼爽舒適的夏季氣候進行的旅游休閑活動，在氣候變暖背景下，避暑旅游漸成夏季旅游市場的熱門，游客每年夏季到避暑地消夏納涼、度假休閑、健身療養的需求旺盛，利用避暑旅游資源及環境小氣候開發夏季避暑旅游產品的市場前景廣闊［1］。夏季避暑旅游因其周期長、頻次高、市場需求廣、發展空間大，成為當地政府發展農村經濟、調整農業產業結構的綠色希望產業［2］。咸寧市位于湖北省東南部，處于幕阜山脈向江漢平原過渡地帶，地勢東南高、西北低，生態環境宜人，每年優良空氣指數的時間超過300 d，擁有29 個國家A級景區。境內山地、丘陵、崗地、平原沿長江走向呈現“彡”形分布排列，山體多集中于境內中部大幕山至雨山的低山丘陵區和南部幕阜山侵蝕構造的中山區（圖1），中部山區山脊平緩，海拔300～1 000 m，由西向東，主峰有大藥峰（1 261 m）、雨山（1 029 m）和大幕山（954 m），南部山區山脊陡窄，海拔900～1 500 m，九宮山風景名勝區位于其東端，其主峰老鴉尖海拔高1 656 m，是中國中南部最高峰之一［3］。咸寧市屬亞熱帶濕潤季風氣候，氣候溫和，四季分明，降水充沛，雨熱同期，由于地形多變、地勢高低差異，山地間小氣候差異明顯，山岳型旅游氣候資源豐富。

隨著咸寧市“綠色崛起”戰略的實施，有關生態旅游區規劃建設項目呈超常發展態勢。2018 年《咸寧幕阜山綠色產業帶建設總體規劃》提出打造華中地區旅游度假勝地的發展目標，規劃了通城縣堯家林、黃袍山風景區旅游開發、大溪國家濕地公園等生態旅游觀光開發的項目多達18 個，力爭咸寧市幕阜山生態旅游業產值達150 億元。在旅游開發中如何利用山體氣候差異優勢發展夏季避暑旅游，在何處選擇培育避暑旅游地等是生態旅游觀光項目中亟待解決的現實問題。國內已有避暑旅游氣候資源的相關研究［4-13］。吳普等［9］從旅游產業發展的角度建立了避暑旅游評價指標體系；楊舒琳等［11］對盛夏避暑旅游氣候資源及適宜避暑區進行了研究。這些研究從多個角度提出了適宜范圍較廣的避暑旅游氣候資源的評價指標，但由山地氣候差異造成的小區域避暑旅游氣候資源的分布研究較少。本研究利用咸寧市當地山區多年自動氣象觀測站資料，提出適宜于咸寧市山地避暑旅游氣候資源的氣候評價指標，并分析咸寧市避暑氣候旅游資源的分布情況，為咸寧市生態旅游項目合理開發利用本地氣候資源、指導開發夏季避暑旅游地、開展專業氣象服務等提供科學的指導依據。

圖1 咸寧市地形地貌

2 氣象資料

2004 年以后，咸寧市陸續建立了覆蓋全市的區域站自動氣象站。本研究選取咸寧市境內位于兩條山脈地帶海拔高度在200 m 以上的15 個區域自動氣象站以及金沙鎮、通山縣和通城縣國家氣象觀測站2013—2019 年的氣溫、相對濕度和風速觀測資料。其站點分布位置如圖2 所示。

圖2 咸寧市山區氣象站點位置分布

3 避暑氣候旅游資源分析

3.1 山地夏季氣溫特征分析

咸寧市6、7、8月多年的月平均氣溫，通過點陣描圖和線性擬合，得到6、7、8月和6—8月月平均氣溫與海拔高度的關系（圖3a 至圖3d）和4 組線性擬合方程。從圖3 可以看出，咸寧市夏季山地氣溫隨海拔高度升高而降低，月平均氣溫遞減率為0.6 ℃∕100 m，最大遞減率出現在7 月。

3.2 山地夏季相對濕度特征分析

由于咸寧市區域自動氣象站相對濕度的觀測站點不多、資料年限也各有長短，在15 個山地區域自動氣象站中，選取相對濕度觀測資料相對完整的白云山林場、只角樓、九宮山風景區3 站和金沙鎮、通山縣、通城縣3 個國家觀測站夏季逐日相對濕度資料，統計得到夏季各月月平均相對濕度，通過點陣描圖和線性擬合，得到咸寧市山地夏季月平均相對濕度與海拔高度的關系（圖4a 至圖4d）和4 組線性擬合方程。從圖4 可以看出，咸寧市山地夏季各月平均相對濕度隨海拔高度升高而增加，平均遞增情況為1%∕100 m，線性擬合方程的決定系數（R2）都大于86%。

3.3 山地夏季風速特征分析

在15 個山地區域自動氣象站中，選取風速觀測資料相對完整的雪峰山、天岳關、鳳凰翅、太平山、九宮山5 站和金沙鎮、通山縣、通城縣3 個國家觀測站夏季月平均風速資料，通過點陣描圖和多種曲線方程擬合，得到咸寧市山地夏季月平均風速與海拔高度關系點陣（圖5a 至圖5d）和4 組線性擬合方程。從圖6 可以看出，咸寧市山地夏季各月平均風速隨海拔高度升高而增加，指數型擬合方程的決定系數都大于93%，方程的擬合程度較高，最大月平均風速出現在7 月。

圖3 咸寧市山地夏季平均氣溫與海拔高度的關系

圖4 咸寧市山地夏季平均相對濕度與海拔高度的關系

圖5 咸寧市山地夏季平均風速與海拔高度的關系

3.4 避暑氣候旅游指標分析

避暑旅游氣候資源是夏季具有涼爽宜人氣候條件可供避暑的資源，涼爽、舒適的夏季氣候是避暑旅游的基本條件［9］。國內外有關避暑旅游氣候資源評價的研究較多，陳慧等［1］用夏季人體感知溫度月平均值分布狀況來研究中國避暑型氣候的地域類型，并給出了人體感知溫度的舒適度等級描述，將體感溫度在0～32 ℃的地區劃分為5 種不同的避暑氣候類型，可見表征人體冷熱舒適條件的體感溫度指標是分析避暑旅游氣候資源的一個重要指標。體感溫度受多種氣象因子綜合影響，多地結合本地情況研究了體感溫度的計算方法［14-17］，事實上，由于人體生理的長期適應，不同地區居民對環境溫度的感應程度是有差異的，李源等［16］根據氣溫、相對濕度和風速資料研究了湖北省武漢市影響人體舒適度的體感溫度計算方法，得到不同溫度條件下體感溫度的分段計算公式和體感溫度舒適度劃分標準（表1）。

式中，Tf為體感溫度（℃）；T為氣溫（℃）；TM為日最高氣溫（℃）；Tm為日最低氣溫（℃）；U為相對濕度（%）；v為日平均風速（m∕s）。

由表1可知，人體感覺舒適的體感溫度為13.0 ℃≤Tf ＜30.0 ℃，而當體感溫度Tf≥ 30.0 ℃或Tf＜13.0 ℃時，人體感覺不舒適。當夏季體感溫度Tf ＜27.0 ℃時，人體感覺涼爽。涼爽舒適氣候條件是設計避暑旅游氣候資源評價指標的首要原則，因此，本研究將13.0 ℃≤Tf ＜27.0 ℃的體感溫度取值標準作為咸寧市夏季避暑氣候旅游資源的基本條件指標。

表1 體感溫度（Tf）級別

賀莉微等［18］研究表明咸寧市夏季平均悶熱天數達37 d，而當夏季體感溫度Tf≥34.5 ℃時，人體感覺炎熱難受。楊舒琳等［11］將高溫引起的不舒適日數在當地平均狀況的占比作為評價是否適宜避暑旅游的重要指標，一般適宜避暑旅游的區域其高溫引起的不舒適日數占比為0～18%。所以Tf≥34.5 ℃的體感溫度不出現或少出現，也是衡量避暑地夏季避暑旅游氣候資源優劣的重要條件。從式（1）得知，體感溫度和氣溫是同比上升的，則在日最高氣溫時，日體感溫度值也最大，有研究直接對日最高氣溫超過界限值（如30、35 ℃）的天數來進行比較分析［7，8，11，12］。本研究用月平均相對濕度和月平均風速來表示日最高氣溫出現時刻的總體情況，假定體感溫度Tf=34.5 ℃時，通過式（1）計算得到不同海拔高度的最高氣溫為32.5～32.7 ℃，而32.5 ℃是人體皮膚表層溫度通常值［13］，故將32.5 ℃作為影響避暑旅游的高溫值，將夏季日最高氣溫T≥32.5 ℃天數≤7 d，作為評價咸寧市夏季避暑氣候旅游資源優劣的重要指標。

3.5 山地避暑旅游氣候資源分布

3.5.1 月平均體感溫度分析 根據圖3、圖4、圖5 中的擬合方程和式（1），計算咸寧市夏季山地不同海拔高度的各月平均體感溫度，結果見表2。從表2 可以看出，咸寧市夏季各月平均體感溫度在19 ℃以上，6月不同海拔山地體感溫度均在舒適范圍，7、8 月不同海拔的體感溫度變化較大，而小于27 ℃的體感溫度出現在海拔高度大于700 m 以上的山地，因此，700 m 海拔高度是咸寧市山地具備夏季避暑旅游氣候條件的最低高度線。

3.5.2 夏季高溫日數分析 根據日最高氣溫T≥32.5 ℃的界限值，統計了15 個不同海拔區域站和金沙鎮觀測站夏季6—8 月多年日最高氣溫≥32.5 ℃的平均日數，通過點陣描圖和多項式擬合，得到夏季6—8 月≥32.5 ℃高溫日數與海拔高度的關系（圖6）。從圖6 可以看出，咸寧市夏季日最高氣溫T≥32.5 ℃的日數≤7 d 的區域在海拔800 m 以上的山地，海拔1 000 m 以上的山地出現日最高氣溫≥32.5 ℃的天數極少（0～2 d），其夏季避暑氣候旅游資源更優。

表2 咸寧市夏季山地不同海拔高度各月平均體感溫度（單位：℃）

圖6 咸寧市山地夏季6—8 月≥32.5 ℃高溫日數與海拔高度的關系

4 小結與討論

4.1 小結

1）咸寧市山地夏季氣候資源符合舒適涼爽的夏季避暑旅游氣候條件的指標有2 個，一是夏季各月平均體感溫度在13.0 ℃≤Tf＜27.0 ℃、人體感覺舒適涼爽范圍，二是夏季日最高氣溫T≥32.5 ℃、人體感覺短暫炎熱的天數≤7 d。

2）咸寧市中部、南部山地夏季體感溫度隨海拔高度升高而降低，6 月月平均體感溫度均在27 ℃以下，人體感覺舒適；7—8 月低于27 ℃的體感溫度出現在海拔700 m 以上的山地，700 m 海拔高度線是咸寧市山地夏季避暑旅游氣候的最低高度線。

3）咸寧市中部、南部山地夏季≥32.5 ℃的高溫日數隨海拔高度升高而減少，在海拔800 m 以上的山地夏季高溫日數小于7 d，海拔1 000 m 以上的山地夏季高溫日數極速減少到0～2 d，其夏季避暑旅游氣候資源更佳。

4.2 討論

1）評價避暑旅游氣候資源的方法較多，本研究選用了與咸寧市相近的武漢市體感溫度計算公式及級別劃分方法，用其熱不適的體感溫度界限值34.5 ℃和計算公式反算得到的不適溫度值與人體皮膚表層溫度32.5 ℃基本一致，說明其方法適合咸寧市中、南部山地區域。

2）本研究所用的氣象資料來自于咸寧市山區各個山體的區域自動氣象站，站址的下墊面、坡度、朝向、周邊環境存在較大差異，部分氣象要素值偏離擬合線較大，通過擬合值得到的咸寧市山地夏季避暑旅游氣候資源的最低高度線為700 m，代表的是咸寧市中、南部山地區域整體狀況，而各個山體的具體情況還需要補充資料，有待進一步討論。

3）由于相對濕度的資料較少，本研究擬合得到的山地夏季相對濕度隨海拔高度線性增加的關系不夠精細。同緯度相似地形的研究［19］表明山地相對濕度在海拔1 000 m 左右達到最大值，其后隨高度升高呈下降趨勢。更精確的關系還有待今后進一步研究。