平?jīng)鍪新糜螝夂蚴孢m度分析

于志遠(yuǎn)，李愛萍

（天水師范學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，甘肅 天水 741001）

近年來，隨著各地旅游產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，旅游業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域中所占比重不斷擴(kuò)大，各地積極建立適宜自身發(fā)展的生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)鏈。氣候是影響游客選擇旅游目的地的重要因素之一，宜人的氣候是一個(gè)地區(qū)旅游業(yè)開發(fā)、發(fā)展與興盛的前提，惡劣的氣候則會(huì)限制旅游業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。氣候舒適度的評(píng)價(jià)一方面有助于游客選擇對(duì)旅游地，另一方面為景區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。氣候舒適度評(píng)價(jià)研究由來已久，[1-2]早在1966年特吉旺(W.H.Terjung)就提出了氣候舒適性指數(shù)(Comfort Index)的概念。[3]1973年奧利佛(J.E.O l i v e r)在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立了風(fēng)寒指數(shù)表，[4]加拿大氣象局構(gòu)建了舒適指數(shù)測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)模型。[5]近年來，氣候舒適度評(píng)價(jià)由簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖驈?fù)雜的機(jī)理模型、由時(shí)空局限性模型向客觀普適性模型發(fā)展，具有精細(xì)化、客觀化的發(fā)展趨勢(shì)。[6]本文以平?jīng)鍪?7年的氣候統(tǒng)計(jì)資料為依據(jù)，利用溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)模型對(duì)平?jīng)鍪新糜螝夂蚴孢m度進(jìn)行系統(tǒng)的分析與描述，研究平?jīng)鍪新糜螝夂蚴孢m期，并分析其對(duì)旅游業(yè)可能產(chǎn)生的影響，以期能為平?jīng)鍪械穆糜螛I(yè)發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

平?jīng)鍪械靥?4°54′～35°46′N，105°20′～107°51′E，位于隴山東麓、涇河上游，屬典型的帶狀城市，整體地形呈西高東低、南高北低走勢(shì)，是涇、渭河亞濕潤(rùn)區(qū)，總的特點(diǎn)是南濕北干、東暖西涼，四季分明，氣候宜人，歷史悠久，人文薈萃，為古絲綢之路北線東端之重鎮(zhèn)，境內(nèi)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)各個(gè)時(shí)期的古文化遺址2 257處，省級(jí)以上文物保護(hù)單位69處。其中“道教第一山”——崆峒山、王母宮—西王母降生處的回中山、西周第一臺(tái)——古靈臺(tái)等歷史遺址和西周青銅器、南宋銀本位貨幣銀合子、佛舍利金銀棺，被譽(yù)為“中華之最”。[7]

2 評(píng)價(jià)方法

2.1 旅游氣候舒適性評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)算方法

氣候舒適度是指人們無(wú)需借助任何消寒、避暑措施就能保證生理過程正常進(jìn)行的氣候條件。[8]氣候是否宜人是根據(jù)一定條件下皮膚的溫度、出汗量、熱感和人體調(diào)節(jié)系統(tǒng)所承受的負(fù)荷來確定，[9]諸氣候因子中，溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)4個(gè)因素對(duì)人體的生理和心理影響最為敏感，將這四個(gè)因素作為指標(biāo)定量化計(jì)算氣候舒適度，具有科學(xué)的參考價(jià)值。目前，氣候舒適度的定量化評(píng)價(jià)模型起步比較早，發(fā)展成熟，類型眾多，其中，影響程度大且應(yīng)用較為廣泛的是特吉旺法。文章運(yùn)用四個(gè)參考因素，使用特吉旺法的兩個(gè)評(píng)價(jià)指數(shù)（溫濕指數(shù)THI、風(fēng)效指數(shù)K），對(duì)平?jīng)鍪械穆糜螝夂蚴孢m度計(jì)算分析，尋找適宜于平?jīng)鍪新糜位顒?dòng)的月份。

2.1.1 溫濕指數(shù)THI

溫濕指數(shù)最初稱為有效溫度，通過濕度與溫度的綜合作用來反映人體與周圍環(huán)境的熱量交換，[10]考慮的是溫度和相對(duì)濕度對(duì)人體適宜性的影響。

計(jì)算公式如下：

式中t為攝氏溫度(oC)；T為華氏溫度；r為相對(duì)濕度(%)。

THI的計(jì)算式是由俄羅斯學(xué)者的有效溫度計(jì)算式E=Td-0.55(1-r)-(T-58)演變而來的，其中的Td為華氏溫度，將換算成攝氏溫度(oC)便得到式(3)，它是濕度訂正以后的溫度。[11]

2.1.2 風(fēng)效指數(shù)K

K的計(jì)算公式為：

上式中，V為地面以上10m高度處的平均風(fēng)速(m/s)；S為日照時(shí)數(shù)(h/d)。

K的計(jì)算式是由風(fēng)冷力或風(fēng)寒指數(shù)WCI(wind chill index)計(jì)算式(又稱Bedford計(jì)算式)

演變而來的。WCI是表征寒冷環(huán)境條件下，風(fēng)速與氣溫對(duì)裸露人體的影響。是指皮膚溫度為33℃時(shí)，人體體表單位面積的散熱量(kmol/m2·h)。風(fēng)效指數(shù)(K)是既考慮體表的散熱又考慮太陽(yáng)輻射后人體的增熱，它反映體表與周圍環(huán)境之間的熱交換，即體表單位面積的熱交換量率(正值為吸熱，負(fù)值為散熱)。[12]

2.2 各指數(shù)模型分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

通過上述模型，計(jì)算溫濕指數(shù)與風(fēng)效指數(shù)。依據(jù)廣泛的野外游憩活動(dòng)及心理結(jié)合多次人體測(cè)試結(jié)果，以及大多數(shù)人的感受，參考李秋[13]等根據(jù)人的生理氣候評(píng)價(jià)指標(biāo)所建立的的溫濕指數(shù)與風(fēng)效系數(shù)分級(jí)（見表1），作為判斷人體舒適與不舒適的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。地方氣候舒適度狀況只需將其每個(gè)月份的平均氣溫、平均相對(duì)濕度、平均風(fēng)速和平均日照時(shí)數(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式計(jì)算即可，這里的月均氣溫、月均相對(duì)濕度、月均風(fēng)速和月均日照時(shí)數(shù)等是通過Excel軟件的篩選功能，將1956～2013年的每月的日數(shù)據(jù)篩選出來求平均值得到的，具體結(jié)果見表2.對(duì)照分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，便可得出該地的氣候舒適度狀況。

3 平?jīng)鍪新糜螝夂蚴孢m度結(jié)果分析

依據(jù)表2中的數(shù)據(jù)資料，結(jié)合公式（3）、（4）計(jì)算平?jīng)鍪懈髟碌臏貪裰笖?shù)和風(fēng)效指數(shù)，結(jié)果如表3所示，對(duì)照表1，根據(jù)THI和K對(duì)應(yīng)的感覺程度可確定出平?jīng)鍪袣夂蚴孢m度。

表1 溫濕指數(shù)與風(fēng)效系數(shù)分級(jí)

表2 平?jīng)鍪?956-2013年氣候要素?cái)?shù)據(jù)

3.1 溫濕指數(shù)分布特征

溫濕指數(shù)(THI)計(jì)算結(jié)果表明，平?jīng)鍪械穆糜问孢m其較長(zhǎng)，且以7月份為中心基本呈對(duì)稱分布。1、2和12月份的月平均溫度在零攝氏度以下，空氣的相對(duì)濕度較低，評(píng)價(jià)結(jié)果為極冷，極不舒服(等級(jí)為e)；3月份與11月份的溫度有所回升，但仍然較低，評(píng)價(jià)結(jié)果為寒冷，不舒適（等級(jí)為d）；4月與10月份，從評(píng)價(jià)結(jié)果來看為較偏冷，較不舒適（等級(jí)為c），是舒適與不適的過渡期，此間溫度與濕度相較3月與11月來說都是上升的，不適度在減少，舒適度在增加；5月與9月，評(píng)價(jià)結(jié)果為清涼，舒適（等級(jí)為b）；6～8月，評(píng)價(jià)結(jié)果為暖，感覺舒適，結(jié)合表2我們看出，平?jīng)鍪?～8月份的平均溫度都在19～22攝氏度之間，而根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)，夏季人們感到最舒適的溫度是19～24攝氏度，冬季是17～22攝氏度。因此，我們可以看出平?jīng)鍪?～8月份是非常適宜進(jìn)行旅游活動(dòng)的。游客去登因北魏石窟群而聞名的云崖寺，領(lǐng)略大自然的奇妙之筆；這個(gè)時(shí)期的崆峒山，既有北方山勢(shì)之雄，又有南方山色之秀。

表3 平?jīng)鍪懈髟路莸臏貪裰笖?shù)、風(fēng)效指數(shù)

3.2 風(fēng)效指數(shù)分布特征

風(fēng)效指數(shù)(K)計(jì)算結(jié)果顯示，平?jīng)鍪惺孢m風(fēng)(等級(jí)為A)的時(shí)間較長(zhǎng)，有4個(gè)月之久，分別為4月、5月、9月和10月份，說明平?jīng)鍪羞m宜旅游的時(shí)期較長(zhǎng)，雙鳳山、大陰山、龍泉寺、成紀(jì)文化城等都是不容錯(cuò)過的旅游景區(qū)。暖風(fēng)(等級(jí)為B)的月份為2個(gè)月，分別出現(xiàn)在6月份和8月份；暖熱風(fēng)(等級(jí)為C)的月份為1個(gè)月，出現(xiàn)在7月份；涼風(fēng)(等級(jí)為b)出現(xiàn)的時(shí)間最長(zhǎng)，多達(dá)5個(gè)月，分別出現(xiàn)在1月、2月、3月、11月和12月。平?jīng)鍪械娘L(fēng)效指數(shù)變化較小，未出現(xiàn)極冷和極熱的極端狀況，評(píng)價(jià)結(jié)果未顯示不舒適期，說明平?jīng)鍪械穆糜螝夂颦h(huán)境比較良好。

由上述分析可知，兩個(gè)指數(shù)模型的計(jì)算結(jié)果具有較大的相似性，用來指導(dǎo)旅游的舒適度評(píng)價(jià)有比較大的正確性。總體可以看出，平?jīng)鍪械穆糜问孢m期較長(zhǎng)，5～9月份是平?jīng)鍪凶钸m宜旅游的時(shí)期。

4 平?jīng)鍪兄轮笖?shù)分析

當(dāng)氣溫降到25℃以下，人裸露的體表溫度就會(huì)降到32℃以下，即有冷的感覺，需要著衣。著衣是人體防御外部環(huán)境的直接工具，當(dāng)天氣變冷時(shí)需要通過加衣來抵御寒冷，氣候變暖時(shí)則需減少衣物數(shù)量或減少衣物厚度來適應(yīng)溫暖的環(huán)境。影響著衣厚度的氣象要素有溫度、濕度、風(fēng)速、太陽(yáng)輻射等，季節(jié)轉(zhuǎn)換、人的狀態(tài)、年齡和體質(zhì)對(duì)著裝也有不同的要求，因而通常選取溫度、濕度、風(fēng)速這三個(gè)相關(guān)性最強(qiáng)的要素來預(yù)報(bào)室外所需著裝厚度。[14|劉燕等[15]研究不同級(jí)別的風(fēng)力條件下，著裝厚度與氣溫的相關(guān)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，當(dāng)風(fēng)力定常時(shí)，著裝厚度與氣溫呈負(fù)線性相關(guān)，著裝厚度隨氣溫的升高而減薄，而且風(fēng)力越大，負(fù)線性相關(guān)的斜率也越大。朱凌云[16]等認(rèn)為，當(dāng)氣溫處在18～26℃之間，或者濕度較小，著裝受到的影響較小，甚至可以忽略不計(jì)。為了進(jìn)一步測(cè)算溫度和風(fēng)力與著裝之間的關(guān)系，我們引進(jìn)任意風(fēng)力條件下的環(huán)境氣溫與著裝厚度的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：F為室外環(huán)境所需著裝厚度預(yù)報(bào)值(單位:mm)，0.61表示室外環(huán)境溫度變化時(shí)，每攝氏度所需增加或減輕的服裝厚度(單位：mm/℃)；25.8表示在攝氏溫標(biāo)下穿著厚度等于零時(shí)的外界環(huán)境溫度值，b為環(huán)境溫度預(yù)報(bào)值(℃)，C為環(huán)境風(fēng)力預(yù)報(bào)值(級(jí))。

利用平?jīng)鍪邢鄳?yīng)的氣候資料，結(jié)合（5）式計(jì)算出平?jīng)鍪懈髟碌闹潞穸戎笖?shù)(見表5)。依據(jù)平?jīng)鍪械臍夂蛱攸c(diǎn)，對(duì)照表4，分析預(yù)測(cè)平?jīng)鍪械闹虑闆r。可以看出，平?jīng)鍪械淖畲蟮闹b厚度出現(xiàn)在1月份，數(shù)值為19.51mm，著裝厚度指數(shù)為8，這個(gè)階段應(yīng)穿厚毛衣加棉衣或厚毛衣加呢外套，做好保暖措施，防止出現(xiàn)凍傷等情況；最小的著裝厚度出現(xiàn)在7月份，數(shù)值為2.88mm，著裝厚度指數(shù)為2，建議著裝短衫或長(zhǎng)袖襯衣等寬松易散熱的衣服。整體的著裝厚度值隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)出先減小，后增大的趨勢(shì)。以7月份為節(jié)點(diǎn)，7月前著裝厚度值呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，7月份后著裝厚度值逐漸減小，并且7月份前的變化幅度較以后的變化幅度小。

表4 著裝厚度與氣象指數(shù)應(yīng)用表

表5 著裝厚度與氣象指數(shù)表

5 結(jié) 論

平?jīng)鍪袇^(qū)氣候宜人，氣候溫和，風(fēng)速小，光照充足四季分明，環(huán)境狀況良好，旅游氣候條件優(yōu)越。根據(jù)濕度指數(shù)，風(fēng)效指數(shù)，著裝指數(shù)的綜合分析，可得出以下結(jié)論：

（1）舒適旅游期持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。不論是對(duì)濕度指數(shù)，還是對(duì)風(fēng)效指數(shù)的分析可知，5～9月份是平?jīng)鍪械淖钸m宜旅游期，此間人體感覺最為舒適，旅游區(qū)環(huán)境最為適宜，交通、住宿等條件最佳，最容易被旅客接受；4月份和10月份是較適宜旅游的時(shí)期；而1月、2月與12月室外環(huán)境溫度低，濕度小，日照時(shí)數(shù)少，不是旅游的最佳時(shí)期。

（2）從著裝指數(shù)的分析可知，平?jīng)鍪械闹b厚度呈現(xiàn)規(guī)律性變化。以7月份最高點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)，隨時(shí)間的推移呈現(xiàn)先減小、后增大的趨勢(shì)。

（3）結(jié)合溫度、濕度、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等氣候要素以及濕度指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著裝指數(shù)綜合分析可知，平?jīng)鍪械臍夂蚴孢m度較好，是適宜進(jìn)行旅游活動(dòng)的地區(qū)。

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