基于ArcGIS 伊犁河谷旅游氣候舒適度研究

白 婷，祝小梅，劉金麗

（1.伊犁州氣象局，新疆 伊寧 835000；2.斗門區氣象局，廣東 珠海 519125）

伊犁河谷位于天山西部，三面環山，東端為特克斯縣河與鞏乃斯河交匯處，西端朝向中哈邊界，地勢東高西低。一條伊犁河橫貫伊犁河谷東西；屬多民族聚居區，擁有一體多元、異彩紛呈的多民族民俗文化和濃郁的異域風情，在中亞具有突出的地理優勢和戰略地位。伊犁河谷有著得天獨厚的旅游氣候資源，第三次中央新疆工作座談會的召開，進一步推動了伊犁旅游的跨越式發展，一系列有益于發展伊犁旅游康養行業的城市名片陸續誕生，例如：特克斯縣被評為“生態氣候康養宜居縣”，鞏留縣和尼勒克縣被授予“中國天然氧吧”稱號，伊寧市被評為“優秀旅游城市”、“中國十大宜居城市”。因此，有必要開展伊犁旅游氣候舒適度的研究工作，以此助力當地旅游業的發展。

對于旅游氣候舒適度的研究，國外起步較早，建立了不舒適指數、舒適指數CI、風效指數WEI模型、溫濕指數THI和風寒指數模型WC[1-3]，我國對于旅游氣候舒適度的研究，始于20 世紀80 年代，以定性描述為主[4-5]。近些年來，國內學者應用溫濕指數、風效指數、穿衣指數等人體舒適度模型定量地開展了當地舒適度評價研究[6-11]，也有學者利用地理信息技術[12-15]得出當地氣候舒適的區域分布特征。然而伊犁區域旅游氣候舒適度方面的研究較少，且研究多基于較大的時間尺度，忽略了游客多數在旅游地僅停留幾天的實際情況。為了解決上述問題，本研究利用模糊綜合評價法對伊犁河谷10 個國家氣象觀測站進行逐候分析，并采用地理信息技術得出伊犁地區夏季旅游氣候舒適度時空分布特征，以期達到對伊犁地區旅游氣候舒適度評價定量分析的目的。

1 資料與研究方法

1.1 資料來源

本研究選取1961—2018 年伊寧市、霍爾果斯市、霍城縣、察布查爾縣、伊寧縣、鞏留縣、新源縣、尼勒克縣、特克斯縣、昭蘇縣10 個國家氣象觀測站（圖1）6—8 月逐日平均氣溫、相對濕度、風速等常規氣象觀測資料。

圖1 10 個國家氣象觀測站點分布

1.2 研究方法

1.2.1 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評價方法。該綜合評價法根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數學對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。它具有結果清晰、系統性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

人體在不同外界環境條件下，皮膚、眼、神經等器官受環境刺激產生不同感覺，經大腦神經系統整合形成舒適或不舒適的總體感覺。自然環境中，氣象因素是影響人體舒適度的主要因子。模糊綜合評價法能夠較客觀準確地分析評價某一區域的旅游氣候舒適度，揭示當地旅游氣候舒適度的時空分布特征[16-18]。由環境衛生學獲知，24 ℃的氣溫、2 m/s 的風速、70%的相對濕度是夏季人體最舒適的氣候條件。本研究以氣溫、風、相對濕度作為人體舒適度的影響因素，并將24 ℃的氣溫、2 m/s 的風速、70%的相對濕度作為最舒適的氣候條件。選定因素的論域為：U=（氣溫t，相對濕度f，風速v），評價的論域為：A={很舒適B1，舒適B2，較舒適B3，不舒適B4}。對三要素建立的隸屬函數方程分別為：

式（1）中a=0.047 6，式（2）中a=0.003 8，式（3）中c=0.563 4。

將各站日平均氣溫、相對濕度、風速帶入上述隸屬公式分別求出各個氣象要素的隸屬函數值，根據函數值確定舒適程度，U≥0.85 為很舒適，0.85＞U≥0.75 為舒適，0.75＞U≥0.60 為較舒適，U＜0.60 為不舒適。分別以日平均氣溫、相對濕度、風速作為評判因素，建立U到A的單因素評判矩陣R，R中的每個元素值是U中不同氣象要素的隸屬函數值所對應的A中相應等級的個數在該元素中所占的百分比。

6—8 月，以每5 d 為一候，為了便于計算，其中分別以7 和8 月最后6 d，即26—31 日為一候，將整個夏季共劃分為18 候。

以第一候為例，計算伊寧市1961—2018 年6 月1—5 日平均氣溫隸屬函數值，對比舒適度等級標準可知，很舒適為83 次、舒適為29 次、較舒適為37次、不舒適為146 次，在這295（59a×5d）個氣象記錄中每個等級對應次數所占百分比分別為0.28、0.10、0.13、0.50。計算出第一行元素，依據同樣的方法依次計算相對濕度、平均風速所對應的第二、三行元素，最后計算出伊寧市1961—2018 年6 月第一候旅游氣候舒適度的單因素評判矩陣：

氣溫、相對濕度、風速對人體舒適度的影響權重是不同的，本文設3 要素的對應權重為：V=（0.6，0.2，0.2）；而綜合評判為：B=V·R。伊寧市1961—2018年6 月第一候結果為：B=（0.30，0.10，0.15，0.45）

用同樣的方法計算伊寧市6—8 月其他候的單因素判斷矩陣。以此類推，逐個計算伊犁其他9 個國家氣象觀測站6—8 月每候的單因素判斷矩陣。

1.2.2 基于GIS（Geography Information System）的研究方法

為了全面地分析伊犁河谷夏季旅游氣候舒適度空間分布特征，本文在模糊評價的基礎上，基于GIS的基本插值原理，采用克里金插值方法，利用ArcMap 將伊犁河谷旅游氣候舒適度進行插值處理，得到伊犁旅游氣候舒適度空間分布圖。

2 旅游氣候舒適度評價

2.1 旅游氣候舒適度時間特征分析

由旅游氣候舒適度時間分布圖（圖2）可知，霍爾果斯市、霍城縣、察布查爾縣、伊寧市、伊寧縣西部5 個縣市夏季氣候舒適度指數最舒適級B1，舒適級B2，較舒適級B3 前三項之和均＞0.5，西部5 個縣市氣候舒適度狀況良好，游客可以任意選擇出行時段。

東部的3 個縣，鞏留縣除第一候和最后一候外，新源縣除前三候外，其他時段氣候舒適度指數前三項之和均＞0.5，夏季大多數時段氣候舒適度都比較適宜。就尼勒克縣而言，7 月6 日—8 月15 日氣候較舒適。

南部的特克斯縣氣候舒適的時段較短，僅出現在11、12 和14 候即7 月21—31 日和8 月6—10日。昭蘇縣夏季氣候舒適度指數前三項之和都＜0.5，氣候舒適度相對較低。

2.2 旅游氣候舒適度空間分布特征分析

在旅游氣候舒適度模糊評價的基礎上，利用地理信息系統技術分析伊犁河谷夏季氣候舒適度空間分布特征，得出旅游氣候舒適度空間分布（圖3）。

圖3 旅游氣候舒適度空間分布

伊犁河谷旅游氣候適度夏季最高的區域包括察布查爾縣北部、霍爾果斯市、霍城縣南部、伊寧市、伊寧縣西南部、鞏留縣西北部地區，B1+B2+B3＞0.65，整體來看，旅游氣候舒適度呈現由平原區向高海拔地區逐漸減小趨勢。

評估平均氣溫對旅游氣候舒適度影響后發現，其在伊犁河谷的分布與旅游氣候舒適度總體分布一致，呈平原區向高海拔地區逐漸減小趨勢；而平均風速項與平均氣溫項正好相反，其舒適度呈現平原區向高海拔地區逐漸增大趨勢；相對濕度項舒適度則有2 個高值中心，分別位于昭蘇縣、特克斯縣、鞏留縣和新源縣的部分地區，東部和南部大部分地區相對濕度項比較大，越向西北，相對濕度項越小。即使平均風速舒適度項和相對濕度舒適度項在昭蘇縣和特克斯縣都有比較高的值，但由于平均氣溫項所占權重比較大，仍然導致旅游氣候舒適度不夠理想。

3 結論與討論

運用模糊綜合評價法和地理信息系統技術，將夏季分為18 候對伊犁河谷旅游氣候舒適度進行時空特征分析，得出以下結論：

（1）西部5 個縣市（伊寧市、伊寧縣、霍城縣、察布查爾縣、霍爾果斯市）氣候舒適度狀況良好，游客可以任意選擇出行時段；東部的鞏留縣6 月6 日—8月25 日，新源縣6 月16 日—8 月31 日，尼勒克縣7月6 日—8 月15 日氣候較舒適；南部的特克斯7 月21—31 日和8 月6—10 日2 個時段氣候較舒適，昭蘇由于氣溫較低，導致整體旅游氣候舒適度不舒適。因此，7 月21 日—8 月10 日最適宜在伊犁各地旅游。

（2）夏季伊犁河谷旅游氣候適度最好的地區位于察布查爾縣北部、霍爾果斯市、霍城縣南部、伊寧市、伊寧縣西南部、鞏留縣西北部地區，旅游氣候舒適度總體上呈平原區向高海拔地區逐漸減小趨勢。

（3）對組成旅游氣候舒適度指數的3 個氣象因子分析發現，旅游氣候舒適度平均氣溫項在伊犁河谷的分布情況與旅游氣候舒適度指數一致；而平均風速項正好相反，呈現由高海拔地區逐漸向平原地區減小趨勢；平均相對濕度項由東南部向西北部減少。

（4）尼勒克縣、特克斯縣、昭蘇縣3 縣部分時段夏季旅游氣候舒適度指數不夠理想，是由于其平均氣溫舒適度項為負貢獻，而其所占權重在3 個氣象因子中最大，抵消了相對濕度、風速的正貢獻。

（5）影響旅游氣候舒適度的氣象因子除平均氣溫、平均風速、平均相對濕度外，還包括日照時數、太陽輻射、氣壓等氣象因子。因此，有必要建立一個加入這3 項氣象因子的舒適度評價模型，使評價結果更接近實際，這有待進一步深入研究。