1961—2010年貴州省氣候舒適度時(shí)空變化特征

韓會(huì)慶， 黃 婭， 蔡廣鵬， 張朝瓊

(1. 貴州理工學(xué)院 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院, 貴州 貴陽 550003; 2. 貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 貴州 貴陽 550001)

貴州省地處云貴高原東部，境內(nèi)地勢(shì)起伏大，高差懸殊，喀斯特分布面積10.91萬km2，占全省土地總面積的61.9%，喀斯特地貌形態(tài)齊全，種類多樣[1-2].同時(shí)，貴州省處于南亞熱帶和中亞熱帶地區(qū)，地勢(shì)由北、東、南向中西部升高，起伏較大，這使得貴州省生物資源多樣性突出[3-4]，加之全省氣候冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑、氣候溫和、降雨適中，使貴州省成為我國重要旅游觀光和避暑勝地.據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年全省實(shí)現(xiàn)旅游增加值780億元，占GDP比重8.7%，占服務(wù)業(yè)增加值的18%，旅游業(yè)已成為全省重要的發(fā)展產(chǎn)業(yè).

舒適的氣候條件不僅可以增加富有特色的旅游內(nèi)容，還能擴(kuò)展旅游活動(dòng)的時(shí)空分布[5].目前，國內(nèi)外對(duì)氣候舒適度研究?jī)?nèi)容主要集中氣候舒適度評(píng)價(jià)[6-7]和氣候舒適度時(shí)空演變[8-9].研究對(duì)象多集中在某一城市或旅游景區(qū)[10-12]，缺乏較大尺度區(qū)域的分析，尤其是缺乏對(duì)我國西南地區(qū)的研究.研究方法上主要采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚13]，如曹開軍等[13]利用溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)及綜合舒適指數(shù)等方法.由于地域環(huán)境的差異，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦m用性逐漸受到學(xué)者關(guān)注，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷母倪M(jìn)成為氣候舒適度研究的重要方向[14].

貴州省作為我國重要的旅游區(qū)，其氣候舒適度研究多集中在氣候舒適度評(píng)價(jià)方法、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建[15]以及氣候舒適度空間特征分析[16]，鮮有長(zhǎng)時(shí)間序列氣候舒適度時(shí)空變化特征分析.近年來，在全球變暖影響下，影響氣候舒適度的氣候因子勢(shì)必發(fā)生改變，這將深刻影響貴州省氣候資源的時(shí)空分布.鑒于此，本研究利用1961—2010年貴州省19個(gè)一級(jí)氣象站逐日氣象數(shù)據(jù)，依據(jù)《貴州省旅游氣象舒適度標(biāo)準(zhǔn)(DB52/T556-2009)》的氣候舒適度評(píng)估方法和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)貴州省50 a來氣候舒適度時(shí)空變化特征進(jìn)行分析，以期為該區(qū)旅游氣候資源合理利用、旅游開發(fā)和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù).

1 研究方法

1.1數(shù)據(jù)來源本研究數(shù)據(jù)來源主要包括:1) 氣候數(shù)據(jù)：來源于1961—2010年貴州省19個(gè)一級(jí)氣象站逐日平均氣溫、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速；2) 坡度與高程數(shù)據(jù)：來源于全球科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心國際科學(xué)數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)站(http://datamirror.csdb.cn)提供的ASTERGDEM數(shù)據(jù)(30m×30m)；3) 地貌類型數(shù)據(jù)：來源于韓會(huì)慶等[17]的研究成果.

1.2研究方法

1.2.1氣候舒適度計(jì)算方法 依據(jù)《貴州省旅游氣象舒適度標(biāo)準(zhǔn)(DB52/T556-2009)》中的氣候舒適度計(jì)算方法進(jìn)行[15]，其計(jì)算方法及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表1.

(1)

其中,SD為氣候舒適度指數(shù)，T為溫度(℃)，RH為相對(duì)濕度(%)，V為風(fēng)速(m/s).

表 1 貴州省氣候舒適度劃分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.2變異系數(shù)計(jì)算 變異系數(shù)即為離均系數(shù)，它表示某一觀測(cè)值的變化程度，等于觀測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)差除以平均值[18],其計(jì)算公式為

CV=S/X×100%,

(2)

其中,CV是變異系數(shù)，S是觀測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)差，X為觀測(cè)值平均值.

1.2.3趨勢(shì)傾向率 趨勢(shì)傾向率表示觀測(cè)值變化趨勢(shì)，可用一次線性方程表示[19],其具體公式為

y=at+b,

(3)

其中,y是氣候要素時(shí)間序列，a為回歸系數(shù)，b為回歸常數(shù).

2 結(jié)果與分析

1961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，最低值為1984年的55.44，最高值為1998年的57.89，多年平均氣候舒適度指數(shù)為56.62，為Ⅳ級(jí).從不同時(shí)間段看，1961—2000年氣候舒適度指數(shù)增加幅度較小，2001—2010年增加幅度較大，氣候舒適度指數(shù)由Ⅳ級(jí)逐漸向Ⅴ級(jí)接近(圖1).

圖 1 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)年際變化

從月份看，貴州省大部分月份氣候舒適度為Ⅳ和Ⅴ級(jí)，僅有小部分月份為Ⅱ和Ⅲ級(jí)，其中5、6、9、10月為Ⅴ級(jí)，4、7、8、11月為Ⅳ級(jí)，2、3、12月為Ⅲ級(jí)，僅有1月為Ⅱ級(jí).從季節(jié)看，秋季為Ⅴ級(jí)，春季和夏季為Ⅳ級(jí)，冬季為Ⅲ級(jí)(圖2).

圖21961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)月份和季節(jié)變化

Fig.2MonthlyandseasonlyvariationofclimatecomfortdegreeinGuizhouProvincefrom1961to2010

1961—2010年貴州省大部分地區(qū)多年平均氣候舒適度指數(shù)為Ⅳ和Ⅴ級(jí)，其中東部和南部多為Ⅴ級(jí)，中部和北部多為Ⅳ級(jí)，僅有西部小部分地區(qū)為Ⅲ級(jí).從不同季節(jié)看，春季和秋季氣候舒適度指數(shù)空間格局與多年平均氣候舒適度指數(shù)空間格局接近；盡管貴州省大部分地區(qū)夏季氣候舒適度指數(shù)也多為Ⅳ和Ⅴ級(jí)，但其空間格局與春季、秋季和多年平均氣候舒適度指數(shù)空間格局差異很大，其東部為Ⅲ級(jí)，中東部為Ⅳ級(jí)，西部為Ⅴ級(jí)；研究區(qū)大部分地區(qū)冬季氣候舒適度指數(shù)多為Ⅱ和Ⅲ級(jí)，其中Ⅱ級(jí)多集中西部和西北部，其他大部分地區(qū)為Ⅲ級(jí)(圖3).

圖31961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)空間格局

Fig.3SpatialpatternofclimatecomfortdegreeinGuizhouProvincefrom1961to2010

1961—2010年貴州省大部分地區(qū)氣候舒適度指數(shù)呈增加趨勢(shì)，僅有中部和西南部零星地區(qū)呈下降趨勢(shì)，其中南部和西部氣候舒適度指數(shù)增加幅度較大，趨勢(shì)傾向率大于0.3;其他大部分地區(qū)氣候舒適度指數(shù)增加幅度較小，趨勢(shì)傾向率多介于0.1～0.2(圖4左).貴州省東部和南部氣候舒適度變異系數(shù)較小，多小于1.4;中西部氣候舒適度變異系數(shù)較大，多大于1.6(圖4右).

圖 4 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)趨勢(shì)傾向率和變異系數(shù)空間格局

隨著坡度增加，氣候舒適度指數(shù)呈先增加后降低特點(diǎn)，小于13.7°地區(qū)氣候舒適度較低，19.9°～36.6°地區(qū)氣候舒適度較高，13.7°～19.9°和大于36.6°地區(qū)氣候舒適度居中.隨著高程增加，氣候舒適度指數(shù)呈持續(xù)降低特點(diǎn)，氣候舒適度指數(shù)由Ⅴ級(jí)逐漸降低到Ⅲ級(jí).與氣候舒適度指數(shù)在高程上變化相比，氣候舒適度指數(shù)在坡度上變化幅度較小，各坡度帶的舒適度指數(shù)均介于Ⅳ級(jí)(圖5).

圖 5 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)在高程和坡度梯度帶變化

貴州省低山氣候舒適度指數(shù)較高，為V級(jí);盆(壩)地、丘陵和中山氣候舒適度指數(shù)居中，為IV級(jí);高原氣候舒適度指數(shù)較低，為III級(jí)(圖6).

圖 6 1961—2010年貴州省氣候舒適度指數(shù)在各地貌類型上特征

3 討論與結(jié)論

3.1討論1) 依據(jù)《貴州省旅游氣象舒適度標(biāo)準(zhǔn)(DB52/T556-2009)》，本研究氣候舒適度評(píng)估指標(biāo)主要為溫濕指標(biāo)，即溫度、濕度和風(fēng)速.盡管該指標(biāo)已在世界各地得到廣泛應(yīng)用，但該方法忽視了輻射對(duì)人體的影響.今后應(yīng)根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)構(gòu)建氣候舒適度評(píng)估指標(biāo)體系，對(duì)現(xiàn)有氣候舒適度評(píng)估方法進(jìn)行修正和改進(jìn).

2) 本文氣候舒適度評(píng)估數(shù)據(jù)主要依據(jù)貴州省19個(gè)一級(jí)氣象站逐日觀測(cè)數(shù)據(jù)，雖這些站點(diǎn)基本能夠代表研究區(qū)氣候條件，但對(duì)貴州省這一地形復(fù)雜山區(qū)，現(xiàn)有氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)不能反映微觀地形地貌的差異，這將降低評(píng)估結(jié)果的精度.

3) 本研究發(fā)現(xiàn)50a間貴州省氣候舒適度整體呈增加趨勢(shì)，這與哈爾濱、北京、南京等城市氣候舒適度變化趨勢(shì)一致，卻與福州和?？诘瘸鞘袣夂蚴孢m度變化趨勢(shì)相反[20]，這說明氣候變化在區(qū)域尺度具有明顯的差異性.此外，貴州省氣候舒適度等級(jí)較高的月份持續(xù)較長(zhǎng)，這高于中國大部分城市氣候舒適等級(jí)較高月份數(shù)量，卻與西南地區(qū)的昆明較為接近[8]，這主要與西南地區(qū)獨(dú)特的高原地形和低緯度有關(guān).

3.2結(jié)論1) 1961—2010年貴州省氣候舒適度呈增加趨勢(shì)，由IV級(jí)逐漸接近V級(jí).50a間大部分地區(qū)氣候舒適度呈增加趨勢(shì)，僅有中部和西南部零星地區(qū)呈下降趨勢(shì).東部和南部氣候舒適度變異系數(shù)較小，中西部較大.

2) 貴州省東部和南部氣候舒適度多為V級(jí)，中部和北部多為IV級(jí)，西部小部分地區(qū)為III級(jí).大部分月份氣候舒適度為IV和V級(jí)，僅有小部分月份為II和III級(jí).秋季氣候舒適度為V級(jí)，春季和夏季為IV級(jí)，冬季為III級(jí)，春季、秋季和多年平均氣候舒適度空間格局接近，且與夏季、冬季氣候舒適度空間格局差異較大.

3) 隨著坡度增加，氣候舒適度呈先增加后降低特點(diǎn)，隨著高程增加，氣候舒適度呈持續(xù)降低特點(diǎn);低山氣候舒適度為V級(jí)，盆(壩)地、丘陵和中山氣候舒適度為IV級(jí)，高原氣候舒適度為III級(jí).

[1] 楊蜜蜜,肖進(jìn)源. 貴州省旅游資源特征及合理開發(fā)思考[J]. 特區(qū)經(jīng)濟(jì),2009(4):132-134.

[2] 龔雅莉,王茂強(qiáng),楊龍,等. 基于貴州省旅游資源共性與獨(dú)特性的市場(chǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研究[J]. 貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,23(2):97-100.

[3] 趙衛(wèi)權(quán),吳克華,蘇維詞,等. 貴州省生物多樣性綜合評(píng)價(jià)與分析[J]. 水土保持通報(bào),2011,31(3):171-174.

[4] 王瑞,安裕倫,王培彬,等. 貴州省生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)研究[J]. 水土保持研究,2014,21(6):152-157.

[5] 王勝,田紅,謝五三,等. 近50年安徽省氣候舒適度變化特征及區(qū)劃研究[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展,2012,31(1):40-45.

[6] 向?qū)毣? 龍勝縣旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)與開發(fā)利用[J]. 西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,40(9):197-203.

[7] 余志康,孫根年,羅正文,等. 40°N以北城市夏季氣候舒適度及消夏旅游潛力分析[J]. 自然資源學(xué)報(bào),2015,30(2):327-339.

[8] 孔欽欽,葛全勝,席建超,等. 中國重點(diǎn)旅游城市氣候舒適度及其變化趨勢(shì)[J]. 地理研究,2015,34(12):2238-2246.

[9] 何佳,周旗,李建軍. 寶雞市近54年來人居氣候舒適度變化特征分析[J]. 寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,35(1):68-73.

[10] 韓蓓蓓,陳興全,李東,等. 華山旅游氣候舒適度時(shí)空變化分析[J]. 氣象與環(huán)境科學(xué),2014,37(2):80-84.

[11] 王煥毅,張翹,商毅,等. 本溪滿族自治縣旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)[J]. 中國人口·資源與環(huán)境,2014,24(11):251-253.

[12] 唐德才,王琳佳,李長(zhǎng)順. 基于FAHP模型的廈門旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)研究[J]. 福建師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,139(5):101-108

[13] 曹開軍,楊兆萍,孟現(xiàn)勇,等. 基于柵格尺度的阿勒泰地區(qū)旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)[J]. 冰川凍土,2015,37(5):1420-1427.

[14] 孫美淑,李山. 氣候舒適度評(píng)價(jià)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?回顧與展望[J]. 旅游學(xué)刊,2015,30(12):19-34.

[15] 貴州省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. 貴州省旅游氣象舒適度標(biāo)準(zhǔn):DB52/T556-2009[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[16] 向紅瓊,于飛. 貴州山地高分辨旅游氣象舒適度時(shí)空分布特征[J]. 貴州氣象,2010,34(3):3-6.

[17] 韓會(huì)慶,楊廣斌,張鳳太. 基于地貌特征的貴州省土地利用時(shí)空變化分析[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(5):99-105.

[18] 李秋月,潘學(xué)標(biāo). 氣候變化對(duì)我國北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶空間位移的影響[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境,2012,26(10):1-6.

[19] 任國玉,吳虹,陳正洪. 我國降水變化趨勢(shì)的空間特征[J]. 應(yīng)用氣象學(xué)報(bào),2000,11(3):322-330.

[20] 馬麗君,孫根年,謝越法,等. 50年來東部典型城市旅游氣候舒適度變化分析[J]. 資源科學(xué),2010,32(10):1963-1970.