武威旅游氣候舒適度的時空分布特征

胡麗莉，李亞玲

武威市氣象局，甘肅武威 733000

氣候舒適度在旅游業中起著舉足輕重的作用，舒適宜人的氣候條件是人們選擇旅游目的地的主要考慮因素之一[1]。在發展旅游業的過程中，需要充分考慮氣候舒適度的因素，為游客提供更為優質的旅游環境，提升旅游業的整體質量。

目前，國內多數學者在進行氣候舒適度研究的過程中，常使用傳統模型，如溫濕指數、風效指數等經驗模型等，這些模型均具有不同程度的缺陷[2]。大部分傳統模型僅考慮氣溫、濕度及風速對舒適度的影響，對日照時數、太陽輻射等因素的考慮較為缺乏[3]。研究指出，通用熱氣候指數(The Universal Thermal Climate Index，UTCI)是當前最具適應性的氣候舒適度模型[4]。周文娟[5]利用UTCI模型與2種經典舒適度評價模式進行相關的檢驗，確保了評價結果具有參考價值。

近年來，已有學者對甘肅主要城市氣候因子的氣候舒適度進行了研究。蒲金涌[6]等通過3種經驗模式的綜合對甘肅省主要城市氣候舒適性進行了評價分析；史正燕[7]利用旅游氣候指數TCL，從季節尺度對甘肅省主要旅游城市氣候舒適度進行了分析；賈海源[8]等分析了甘肅省各地區人體舒適度日數年分布。

擬采用UTCI指數，以武威旅游氣候舒適度為主要研究目標，對武威市各個地域的最佳旅游時段進行了全面而詳細的評估和研究，并針對不同地區進行了評價和區域劃分，為游客提供更準確和實用的旅游指南。

1 資料來源與方法

1.1 資料來源

(1)武威市5個國家氣象站點近30年(1990—2021年日最高氣溫(℃)、日最低氣溫(℃)、日平均氣溫(℃)、日平均風速(m/s)、日平均日照時數(h)、日平均相對濕度(%)及日平均水汽壓(hPa)。

(2)武威市內72個區域站點近5年站點資料日最高氣溫(℃)、日最低氣溫(℃)、日平均氣溫(℃)、日平均風速(m/s)及日平均相對濕度(%)。

(3)通過計算裸體吸收太陽輻射的方式，得到區域內缺失的平均輻射溫度數據，計算平均輻射溫度時利用榆中、民勤2個站點逐時輻射資料計算日總輻射系數。

1.2 UTCI模型及關鍵參數

通用熱氣候指數(UTCI)是一個綜合性的氣候指數，涵蓋從熱到冷的整體氣候條件，建立基于人體在不同氣候條件下的熱平衡機理，模擬人體在不同氣候條件下的熱平衡狀態，從而評估氣候對人體舒適度和健康的影響，被認為是當前最具普適性的人體熱平衡機理模型之一(表1)。通過Bio Klima 2.6這一軟件計算武威各站點的UTCI指數，該軟件集成了迄今為止多種人體舒適度模型[10]。

表1 UTCI等級劃分標準

模型模擬基于標準參照環境的實際熱環境下的人體感知溫度，其中標準參照環境被定義的環境輻射溫度為氣溫；地面上方10 m的風速為0.5 m/s；相對濕度為50%；成年男子步行速度為4 km/?；符合當地環境條件的穿衣種類。公式為：

式(1)中：Ta為溫度(℃)；Tmrt為 輻射溫度(℃)；Va為風速(m/s)；RH為相對濕度(%)，通過計算裸體吸收太陽輻射的方式，可以得到區域內缺失的平均輻射溫度數據[11]。

2 結果與分析

根據武威地域氣候和旅游資源特點，將旅游區域分成4個區劃：南部祁連風情旅游區、中東部文化生態旅游區、北部大漠生態旅游區及祁連雪域旅游區。

南部祁連風情旅游區位于河西走廊沿祁連山脈，該區域主要包括天祝及古浪沿祁連山脈部分景區；中東部文化生態旅游區包括武威及古浪中部的相關景點；北部大漠生態旅游區位于武威北部，古浪北部及民勤縣；祁連雪域旅游區位于海拔3 000 m以上的祁連山景觀區。

2.1 武威市氣候舒適度的時間變化特征

為了具體分析武威市UTCI值，分別討論5個主要代表城市UTCI變化特征(圖1a)。作為中東部文化生態旅游區代表城市，涼州區近30年平均UTCI在6.5～10.1 ℃之間，平均值為8.71 ℃。最低值為6.5 ℃，出現在2018年；最高值為10.1 ℃出現在2016年。總體舒適偏涼，該區有偏冷趨勢，幅度很小，可以忽略不計。

圖1 武威市UTCI的時間變化特征

北部大漠生態旅游區代表性城市民勤，夏季炎熱，降雨較少。UTCI平均值為7.03 ℃，總體上低于中東部文化生態旅游區，而高于其他2個旅游區。最低值為4.88 ℃，出現在1996年；最高值為8.02 ℃，出現在2016年。屬偏涼，但該區有偏暖上升的趨勢，上升速率為0.047 ℃/10年。

南部祁連風情旅游區代表城市為天祝及古浪。天祝平均氣溫3.5 ℃，UTCI平均值-0.07 ℃；古浪平均氣溫6.4 ℃，UTCI值在-2.05～4.59 ℃之間，平均值1.4 ℃，舒適范圍是偏涼接近冷的程度，該區有偏暖上升的趨勢。

祁連雪域旅游區位于海拔3 000 m以上的祁連山景觀區，主要代表站點是烏鞘嶺氣象站，平均UTCI值為-10.8 ℃，最低值為-12.18 ℃出現在1996年，最高值為-9.46 ℃出現在2013年，較冷，有偏暖上升的趨勢，上升速率為0.026℃/10年幅度很小。

武威市除了祁連雪域旅游區屬于較冷范圍，其余3個區域均在涼到舒適的范圍內，中東部文化生態旅游舒適度最好。UTCI指數年際變比較穩定，變化波動不大，有偏暖上升或者下降的趨勢。

圖1b為UTCI季節變化特征。這4個旅游區域主要分為3個梯隊。其中，中東部文化生態旅游區與北部大漠生態旅游區屬于第一梯隊，UTCI值總體較高，春、秋、冬季區別明顯，前者低于后者，而在夏季則是后者低于前者；南部祁連風情旅游區主要代表城市為天祝、古浪，UTCI值位于第二梯隊，在春、秋、冬季中，前者值略低于后者；祁連雪域旅游區位于第三梯隊，UTCI值總體最低。

總體上來看，中東部文化生態旅游區與北部大漠生態旅游區秋季舒適度最好，春季較涼，夏季較熱，冬季較冷；南部祁連風情旅游區夏季舒適度最好，春秋季較涼偏冷，冬季冷；祁連雪域旅游區夏季偏涼，春季和秋季較冷，冬季很冷。

2.2 武威市氣候舒適度的空間分布特征

利用ArcGIS軟件，得出武威市區域內UTCI值空間尺度上的氣候舒適性。圖2為季節平均UTCI空間分布。從圖中可知，春季平均UTCI值，分別為“涼”“較冷”及“冷”，夏季為“舒適”，“較熱”和“熱”；秋季為“較冷”和“涼”；冬季為“很冷”“較冷”和“冷”。

圖2 武威市季節平均UTCI的空間分布特征

具體來說，春冬兩季的氣候條件在很多地方都比較相近。在夏季時，高海拔地區的天祝及古浪南部氣候條件比較適宜，人體感覺較為舒適。武威市秋季舒適氣候的分布格局介于春季和夏季之間，整個舒適度區域達到全年最高。

3 結論

利用UTCI模型，分析了武威旅游氣候舒適度空間分布及時空變化，主要結論如下：

(1)武威市年平均UTCI指數年際變比較穩定，變化波動不大，雖然有偏暖上升或者下降的趨勢，但是數值極小，可以忽略不計。

(2)武威、民勤在秋季舒適度最好，春季較涼，夏季較熱，冬季較冷；天祝、古浪夏季舒適度最好，春秋季較涼偏冷，冬季冷；烏鞘嶺夏季偏涼，春季和秋季較冷，冬季很冷。

(3)武威市年平均氣候舒適度分為2級，“較冷”和“涼”。“較冷”等級的區域較少，主要分布在沿祁連山地區，隨著海拔的增加UTCI值減小，最低值出現在烏鞘嶺。武威市全年舒適偏涼，沿祁連山地區的體感溫度偏低，越往北體感越熱。

(4)春、冬兩季舒適氣候具有很高的相似性，氣候條件在時間上存在一定的變化，這種變化有一定的規律，逐漸向北移動。夏季，高海拔地區的天祝、古浪南部氣候條件比較適宜，人體感覺較為舒適，是一種地域性很強的氣候資源。武威市秋季舒適氣候的分布格局介于春季和夏季之間，整個舒適度區域達到全年最高值。