銅仁市旅游氣候資源分析與評估研究

晏理華，茅海祥，周長志，楊 群

(貴州省銅仁市氣象局，貴州銅仁 554300)

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銅仁市旅游氣候資源分析與評估研究

晏理華，茅海祥，周長志，楊 群

(貴州省銅仁市氣象局，貴州銅仁 554300)

選取34個景點、13個氣象要素，建立34×13的時間空間原始矩陣場，進行經(jīng)驗正交函數(shù)分解，計算各要素對旅游環(huán)境氣候的影響貢獻特征值，確立評價旅游氣候資源的顯著要素；采用模糊數(shù)學(xué)分析方法計算各要素的旅游適宜度，根據(jù)旅游氣候適宜度，分析銅仁市旅游氣候資源；引入特吉旺生態(tài)旅游氣候舒適度評價方法，對各旅游景點氣候舒適度指數(shù)進行評估。結(jié)果表明，銅仁市境內(nèi)氣象要素空間分布差異明顯，構(gòu)成了銅仁市特殊的立體氣候資源，為境內(nèi)生物的多樣性提供了氣候保障，也為銅仁生態(tài)旅游提供了不可多得的氣候資源；影響銅仁市旅游環(huán)境氣候的顯著要素主要有多年平均氣溫、極端最高氣溫多年平均、極端最低氣溫多年平均、多年平均年降水量、相對濕度多年平均、多年平均風(fēng)速、多年平均氣壓、多年平均日照時數(shù)等8個氣候因子，8個氣候因子綜合適宜度除800 m海拔以上的景點在0.9以下外，其他均在0.9以上，800～2 300 m海拔的景點旅游氣候適宜度在0.7～0.8，說明銅仁市大部區(qū)縣適合發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)，但因季節(jié)的變化，對旅游活動的開展有一定的選擇限制；銅仁市各旅游景點的氣候舒適度指數(shù)主要有-2(稍冷)、-1(涼)、0(舒適)、+1(暖)、+2b(悶熱)5種類型，適宜的舒適度指數(shù)主要分布于3～11月；銅仁市各地均在適宜旅游氣候環(huán)境內(nèi)，約80%具有最優(yōu)的旅游氣候資源，有5%具有次優(yōu)旅游氣候資源，其余15%具備適宜旅游氣候資源。

旅游氣候；資源分析；評估；銅仁市

旅游環(huán)境氣象是旅游安全保障中的基礎(chǔ)性工作。旅游氣候資源、旅游氣象要素是一個地區(qū)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本影響因子，是衡量旅游景區(qū)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo)。開展旅游氣候資源分析研究，定量評價旅游氣候指標(biāo)，對制定旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃以及科學(xué)、合理開發(fā)旅游氣候資源具有十分重要的意義。在旅游氣候資源分析與評估及其方法方面，有許多專家做過大量研究，也取得了大量成果[1-4]。如王明娜等利用模糊數(shù)學(xué)評判方法對哈爾濱地區(qū)冬季旅游氣候舒適度進行模糊綜合評判，確立了冬季旅游的適宜時段[1]；趙海江等從人體舒適度基本三要素入手，利用綜合模糊評價方法對張家口地區(qū)各候的氣候舒適度指數(shù)進行評判分析，得出了該地區(qū)氣候舒適度的旬際分布特征[2]；梁玉華利用幾個代表城市的氣溫、濕度、風(fēng)等觀測資料進行舒適度指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)的計算和分析，指出開展旅游活動的氣候優(yōu)越性[5]。筆者利用銅仁市10個縣站30年氣象資料，對現(xiàn)有的景區(qū)氣象要素進行外延訂正，得到各旅游景區(qū)30年時間尺度(序列)的氣候資料；選取34個代表景點構(gòu)建氣象資料分析網(wǎng)格，利用網(wǎng)格點氣象資料，建立時間空間矩陣場，進行經(jīng)驗正交函數(shù)分解，計算各要素對旅游環(huán)境的影響貢獻特征值，確立評價旅游氣候資源的顯著要素；采用模糊數(shù)學(xué)分析方法和特吉旺生態(tài)旅游氣候舒適度評價方法計算各旅游氣象要素的旅游適宜度和氣候舒適度指數(shù)，根據(jù)旅游氣候適宜度和氣候舒適度，分析和評估銅仁市旅游氣候資源。

1 資料與方法

1.1 資料選取選取銅仁市10個縣站和24個具有顯著發(fā)展?jié)摿Φ闹攸c旅游景點或旅游景點鄰近的自動站資料，建立10 km×10 km氣候資料分析格點(圖1)，進行旅游氣候資源分析。研究旅游環(huán)境氣候資源的要素有溫度、降水、濕度、風(fēng)速、日照、氣壓以及與這些因子有關(guān)的次生氣象要素。但各主要旅游景點的氣象資料不僅只有氣溫和降水，且僅有溫度、降水資料長度最長也只有4年。為了解決資料短缺問題，該項目以1982～2011年10個縣站30年溫度、降水、濕度、風(fēng)速、日照、氣壓等資料為基礎(chǔ)，通過氣象學(xué)原理、方法對主要景點2008～2011年間的觀測資料進行30年外延訂正，以訂正得到的24個旅游景點氣象資料和10個縣站資料，分析評估銅仁市旅游氣候資源。

1.2 分析方法

1.2.1旅游景點氣象資料外延訂正方法。

1.2.1.4降水量訂正方法。知道旅游景點臨近3個縣站不同時間尺度的平均降水量后，同樣可以用三角形有限元插值法求取旅游景點對應(yīng)時間尺度的平均降水量。但經(jīng)過試驗分析，同一地點不同高度的降水略有差別，為了排除這個誤差，在此利用已有的4年年、月、旬平均降水資料，與通過三角形有限元插值法求得的同一時間尺度的降水值進行離差分析，求取平均誤差。再用這個誤差值修訂正采用三角形有限元插值法求得的不同時間尺度(年、月、旬)的旅游景點平均降水。

表1 不同地表特征風(fēng)速指數(shù)高度變化率

1.2.1.6日照訂正方法。日照時數(shù)與太陽高度角和當(dāng)?shù)氐脑屏坑嘘P(guān)，有限區(qū)域的太陽高度角和天氣基本沒有多大變化，因此可以利用鄰近縣站的日照時數(shù)直接代替旅游景點的日照時數(shù)。

1.2.2銅仁市旅游氣候分析評估指標(biāo)研究方法。

1.2.2.1經(jīng)驗正交函數(shù)分解法選擇旅游氣候資源評估指標(biāo)。選定24個主要旅游景點和10個縣城1982～2011年的13個氣候變量作為指標(biāo)，組成34×13的原始矩陣，對原始矩陣進行歸一化處理(矩陣之和除以矩陣元素)，使各氣候變量處于同一量綱，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣。采用經(jīng)驗正交函數(shù)分解法，計算特征向量和特征根[7]，然后衡量各氣候因子在景點氣候資源組成中貢獻大小，找出旅游氣候分析評估指標(biāo)。

1.2.2.2建立影響要素隸屬度函數(shù)，進行氣候適宜度分析。旅游氣候是多種氣候因子綜合影響的結(jié)果，因此，對這種影響的定量分析采用模糊數(shù)學(xué)分析方法[8]進行描述。用適宜度作為各種氣候因子統(tǒng)一的量化影響指標(biāo)，其定義域為[0，1]，即最不適宜的旅游氣候因子為“0”，最適宜的旅游氣候因子為“1”，其余為“適宜”和“次適宜”。根據(jù)旅游生態(tài)和旅游活動氣候指標(biāo)以及受氣候要素影響變化的柯西型分布模式[9]，建立各影響要素隸屬度函數(shù)如下：

1.2.2.3氣候影響要素綜合影響評估模式。基于信息擴散理論的旅游氣候因子影響評價，M=(T1，T2，…，Tn)，根據(jù)每種旅游氣候因子隸屬函數(shù)指數(shù)取值范圍設(shè)定氣候因子指標(biāo)域為：U=(u1，u2，…，un)，其中，u1為旅游氣候因子指數(shù)的最小值，un為最大值，中間指標(biāo)論域根據(jù)計算的復(fù)雜度取步長時間間隔，利用信息擴散對樣本進行集值化的模糊數(shù)學(xué)處理方法，一個單值觀測樣本TN可以將其所攜帶的信息擴散給U中的所有點，常采用的模糊數(shù)學(xué)是正態(tài)擴散模型。由信息擴散方法可以求得每種氣候因子指標(biāo)論域(適宜、次適宜、不適宜指標(biāo)域)的概率值P(u適)、P(u次)、P(u不)。令Tn=P(un)·UT得到每種氣候因子影響估算值Tn(w=1，2，…，6)。各氣候因子影響估算值的總和，即為氣候因子綜合資源估算值。

1.2.3銅仁市生態(tài)旅游氣候舒適度評價方法。引入特吉旺生態(tài)氣候評估模式。特吉旺在對美國大陸生理氣候的評估中，設(shè)計了舒適指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)2個評價指數(shù)。根據(jù)大多數(shù)人的感受，把溫度和濕度的不同組合分為11類(表2)，即舒適指數(shù)。利用氣溫與相對濕度資料，由舒適指數(shù)圖(圖5)可獲得舒適指數(shù)。

表2 舒適指數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 各景點旅游氣候要素分析訂正結(jié)果利用已有的基本資料訂正外延，得到各旅游景點30年基本旅游氣候要素(表3)。從表3可以看出，銅仁市各旅游景點多年年平均氣溫在7.6～17.6 ℃，高低懸殊10.0 ℃，這主要是海拔高度和梵凈山對冷空氣移動的屏障作用造成；年降水量在1 108.2～2 568.5 mm，以梵凈山為界，西部年降水量普遍比東部同一高度降水量少；年平均相對濕度在76%～88%，屬于比較濕潤的氣候區(qū)。氣壓、風(fēng)速等其他要素隨著海拔高度的不同，也存在明顯的變化。銅仁市各旅游景點之間氣候要素差距，構(gòu)成了銅仁市205～2 572 m海拔高度的立體氣候的特點，構(gòu)成了人們常說的“山高一仗，大不一樣”、“一山有四季，十里不同天”以及“山下桃花山上雪”的典型立體氣候特征。

表3 各訂正外延后各主要旅游景點30年平均氣候統(tǒng)計值

2.2 經(jīng)驗正交函數(shù)分解利用經(jīng)驗正交函數(shù)分解，計算得到特征向量和特征值。第 Ⅰ 主成分方差貢獻率36.5%、第 Ⅱ 主成分方差貢獻率29.6%、第Ⅲ主成分方差貢獻率20.1%，前3個主成分的方差貢獻率達86.2%，因此前3個主成分可以代表原氣象要素特征場。從表4可以看出，第1主成分的特征量中多年平均氣溫、極端最低氣溫多年平均值、極端最高氣溫多年平均值、多年平均年降水量是影響旅游環(huán)境氣候的重要因子，其中極端最低氣溫多年平均值、極端最高氣溫多年平均值還是影響旅游環(huán)境舒適度的重要因子。在銅仁市，年平均氣溫和極端最低氣溫多年平均值越高，當(dāng)年夏季晴熱高溫天氣偏多，對旅游活動影響的日數(shù)偏多；年總降水量偏多，雨日或暴雨天氣日數(shù)偏多，也會對旅游活動造成影響。同時氣溫和降水還是影響旅游環(huán)境植被的重要因子。第2主成分的特征量較顯著的是多年平均氣壓、多年平均風(fēng)速。多年平均氣壓是衡量旅游景點環(huán)境健康指數(shù)的重要指標(biāo)，多年平均風(fēng)速是衡量旅游景點環(huán)境舒適度3個基本指標(biāo)之一。第3主成分特征量以相對濕度多年平均和多年平均日照時數(shù)最顯著。相對濕度多年平均也是衡量旅游景點環(huán)境舒適度的3個基本指標(biāo)之一。多年平均日照時數(shù)的多少，既對生態(tài)植被有影響，也對旅游質(zhì)量有影響。日照偏少，陰雨居多，會影響旅游接待人數(shù)。由此可見，多年平均氣溫、極端最高氣溫多年平均、極端最低氣溫多年平均、多年平均年降水量、相對濕度多年平均、多年平均風(fēng)速、多年平均氣壓、多年平均日照時數(shù)等8個氣候因子對旅游景點的氣候影響顯著。

表4 前3 個主成分對應(yīng)的特征向量及各變量荷載平方和

注：*代表通過顯著性水平a=0.05的檢驗。

2.3 旅游適宜度分析根據(jù)銅仁市24個主要旅游景點和10個縣區(qū)的氣候資料，計算出8個旅游氣候要素的隸屬度。統(tǒng)計8個要素的最小合成值項，被視為是對該地旅游氣候影響程度最重的要素，其隸屬度除梵凈山外，其余各景點均在0.8以上。梵凈山區(qū)因為地勢較高，高寒低溫對旅游有一定影響，所以最低氣溫項隸屬度僅有0.688，這充分說明在冬季高寒地區(qū)環(huán)境溫度對旅游活動有較大影響。

通過計算各旅游景點的旅游適宜度可知，本市旅游氣候要素適宜度除800 m海拔以上的景點在0.9以下外，其他均在0.9以上。800～2 300 m海拔的景點旅游氣候適宜度在0.7～0.8，說明從影響貢獻較大的8個氣候因子表現(xiàn)出來數(shù)值特征來看，銅仁市大部縣市適合發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)，但因季節(jié)的變化，對旅游活動的開展有一定的選擇限制。7～8月銅仁市400 m海拔以下地區(qū)和景點，由于受副高影響，出現(xiàn)連晴高溫天氣，>35 ℃以上的高溫天氣多達18～32 d，不利于旅游；1～2月，1 000 m以上地區(qū)和景點平均氣溫大多僅5～6 ℃，極端最低氣溫低于0 ℃，同樣不宜旅游。

2.4 銅仁市旅游氣候舒適度分析通過銅仁市各旅游景點30年的溫度和濕度資料，查對圖5和表2，獲得銅仁市各旅游景點1～12月的特吉旺氣候舒適度指數(shù)。銅仁市各旅游景點的氣候舒適度指數(shù)主要有-2(稍冷)、-1(涼)、0(舒適)、+1(暖)和+2b(悶熱)5種類型。3、4、5、6、9、10、11月舒適指數(shù)為舒適；7、8月舒適指數(shù)400 m海拔以下景點大多為悶熱；3、11月為溫涼，1、2、12月為稍冷。若將適宜月定義為最佳旅游季節(jié)、較適宜月定義為適宜旅游季節(jié)，則銅仁市全年共有7個月為最佳旅游月、3個月為適宜月，特別是3、4、5、6、9、10、11月的旅游氣候條件十分宜人，非常適合戶外旅游休閑活動的開展。全年僅有7、8月較為悶熱，為較不適宜月，但高海拔(700 m以上)的旅游景區(qū)卻為適宜月份，可以開展療養(yǎng)旅游和避暑旅游。從季節(jié)上來看，銅仁市的旅游優(yōu)勢集中于春、秋季節(jié)，冬季雖然略冷，但旅游優(yōu)勢仍比夏季明顯。

3 結(jié)論與討論

(1)銅仁市各旅游景點多年平均氣溫在7.6～17.6 ℃，極端最高氣溫多年平均在11.0～22.2 ℃，極端最低氣溫多年平均在7.6～14.2 ℃，氣溫適宜，氣侯溫和；年降水量在1 108.2～2 568.5 mm，年平均相對濕度在76%～88%，氣候濕潤，屬于顯著的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)；銅仁市各旅游景點之間氣候要素差距，構(gòu)成了銅仁市205～2 572 m海拔高度的立體氣候的特點，構(gòu)成了人們常說的“山高一仗，大不一樣”、“一山有四季，十里不同天”以及“山下桃花山上雪”的典型立體氣候特征，這為境內(nèi)生物具有豐富的多樣性提供了氣候保障，也為銅仁生態(tài)旅游提供了不可多得的氣候資源。

(2)通過經(jīng)驗正交函數(shù)分解，計算得到特征向量和特征值顯示，影響銅仁市旅游環(huán)境氣候的顯著要素主要有多年平均氣溫、極端最高氣溫多年平均、極端最低氣溫多年平均、多年平均年降水量、相對濕度多年平均、多年平均風(fēng)速、多年平均氣壓、多年平均日照時數(shù)等8個氣候因子。對8個氣候因子進行旅游適宜度分析得出，該市旅游氣候要素適宜度除800 m 海 拔 以 上 的 景 點在0.9以下外，其他均在0.9以上。

800～2 300 m海拔的景點旅游氣候適宜度在0.7～0.8，說明從影響貢獻較大的8個氣候因子表現(xiàn)出來數(shù)值特征來看，銅仁市大部區(qū)縣適合發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)。但因季節(jié)的變化，對旅游活動的開展有一定的選擇限制。

(3)通過銅仁市各旅游景點30年的溫度和濕度資料，求取銅仁市各旅游景點1～12月的特吉旺氣候舒適度指數(shù)得知，銅仁市各旅游景點的氣候舒適度指數(shù)主要有-2(稍冷)、-1(涼)、0(舒適)、+1(暖)和+2b(悶熱)5種類型。3～6和9～11月舒適指數(shù)為舒適；7～8月舒適指數(shù)400 m海拔以下景點大多為悶熱。若將適宜月定義為最佳旅游季節(jié)、較適宜月定義為適宜旅游季節(jié)，則銅仁市全年共有7個月為最佳旅游月、3個月為適宜月，特別是3～6和9～11月的旅游氣候條件十分宜人，非常適合戶外旅游休閑活動的開展。

(4)銅仁市各地均在適宜旅游氣候環(huán)境內(nèi)，約80%具有最優(yōu)的旅游氣候資源，有5%具有次優(yōu)旅游氣候資源，其余15%具備適宜旅游氣候資源。

[1] 王明娜，孫彥坤.哈爾濱地區(qū)冬季旅游氣候舒適度模糊綜合評判[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008(2)：200-206.

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Research on the Analysis and Evaluation about Tourism Climate Resources in Tongren City

YAN Li-hua, MAO Hai-xiang, ZHOU Chang-zhi et al

(Tongren Meteorological Administration, Tongren, Guizhou 554300)

The significant elements of the tourism climate resources evaluation have been fixed by establishing the 34 X 13 original matrix field of the time and space about the 34 scenic spots, 13 meteorological elements, and doing EOF analysis. According to the tourism climate suitability that calculated by using the fuzzy mathematical analysis, we have done the analysis of the tourism climate resources to the Tongren City. The tourism climate comfort indexes have been evaluated by using the W. H. Terjung tourism ecological comfort evaluation method. The results showed that: The spatial distribution of meteorological elements in Tongren City is different. It constitutes the stereoscopic climate resources of Tongren City, and provides the safeguard for the diversity of biological climate within the territory, also provides a rare climate resource for Tongren ecological tourism; The significant elements of tourism climate in Tongren City are mainly 8 climate factors: many years average temperature, extreme maximum temperature, average years of extreme minimum temperature, average years of average annual total precipitation, relative humidity, average years of average wind speed, average air pressure, average annual sunshine hours. The 8 climatic factors comprehensive suitability all above 0.9, in addition the above 800 meters scenic spots, the tourism climate suitability of scenic spots between 800 to 2 300 meters are in 0.7 - 0.8. Above all shows that: most of the districts and counties of Tongren City are suitable to the development of tourism industry, but there is a certain restriction because of the change of season. About the tourism climate suitability index in Tongren City, there are mainly -2 (colder), -1 (cool), 0 (comfortable), +1 (warm), +2b (hot) 5 types, and these suitable index distribute mainly between 3 and 11 month. Around the Tongren City all are in the appropriate tourism climate environment, the suitable rate of all Tongren of the best tourist climate resources, the suboptimal tourism climate resource, the appropriate tourism climate resources are about 80%, 5%, 15%.

Tourism climate; Resource analysis; Evaluation; Tongren City

貴州省銅仁市科技計劃項目(銅地科研[2011]13號)。

晏理華(1965- )，男，貴州思南人，高級工程師，從事天氣氣候預(yù)測與研究。

2014-11-20

S 161

A

0517-6611(2015)01-160-06