太白山氣溫變化及旅游氣候舒適度評價

雷 雯，張向榮，張毅軍，楊 瓊，趙 磊

(1.寶雞市氣象局，陜西寶雞 721006；2.閻良區(qū)氣象局，西安 710089；3.眉縣氣象局，陜西眉縣 721300)

在人們進(jìn)行旅游等戶外活動的時候，人體感覺舒適程度與氣象條件緊密相關(guān)。早在1966年特吉旺就提出了氣候舒適性指數(shù)[1]的概念。20世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)許多學(xué)者對旅游氣候舒適度做了大量研究，使用最多的是溫濕指數(shù)、人體舒適度指數(shù)和風(fēng)寒指數(shù)。任健美等[2]對五臺山旅游氣候資源進(jìn)行評價；孫滿英等[3]對九華山旅游氣候舒適度進(jìn)行評價，并將其與客流量進(jìn)行了相關(guān)性分析；韓蓓蓓等[4]對華山旅游氣候舒適度時空變化進(jìn)行分析，劃分了旅游舒適期。通過對山岳型景區(qū)旅游氣候舒適度的分析研究，為景區(qū)旅游發(fā)展規(guī)劃和游客選擇旅游時間提供了參考。

秦嶺是我國南北氣候分界線，也是長江、黃河兩大水系的分水嶺。秦嶺山脈主峰太白山，位于107°22′25″～107°51′30″E， 33°49′30″～34°05′35″N，地跨陜西眉縣、太白、周至三縣。太白山國家森林公園位于眉縣境內(nèi)，1991年獲批建立，2016年獲批為國家5A級旅游景區(qū)。公園面積2 949 hm2，共有8大景區(qū)180多個景點，海拔高度620～3 767.2 m。太白山以巨大的高山落差，由下向上形成明顯的暖溫帶、溫帶、寒溫帶、亞溫帶、亞寒帶、寒帶五個垂直氣候帶。太白山的地質(zhì)地貌、山岳冰川、源泉秀水、森林群落、天象景觀、奇花異草、人文歷史構(gòu)成了完美的景觀體系，是最佳的生態(tài)旅游景區(qū)，為越來越多的游人所熱衷，現(xiàn)已迅速發(fā)展成為集觀光旅游、休閑度假、科考探險和療養(yǎng)保健為一體的旅游勝地。利用太白山文公廟和眉縣自動氣象站2013—2017年的溫度、相對濕度、風(fēng)速資料，對太白山山上、山下近5 a的氣溫變化進(jìn)行對比分析；根據(jù)太白山旅游區(qū)氣候特征，選取風(fēng)寒指數(shù)和人體舒適度指數(shù)對山上、山下四季逐時旅游氣候舒適度作出評價，并進(jìn)行對比分析，給出相應(yīng)的旅游建議，為太白山旅游氣候資源的合理開發(fā)利用以及氣象部門科學(xué)開展旅游氣象服務(wù)提供依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料

太白山森林公園主要景點和最具觀賞價值的自然景觀大多分布在2 700 m以上的中、高山區(qū)，因此選取海拔3 378 m的文公廟站代表山上，用眉縣站代表山下；文公廟站氣象資料始于2013年1月，為了對比研究需要，統(tǒng)一使用文公廟和眉縣自動氣象站2013—2017年逐小時氣溫、相對濕度、風(fēng)速資料。日平均氣溫為逐時氣溫的平均值。

1.2 研究方法

1.2.1 四季劃分標(biāo)準(zhǔn) 因研究需要，對季節(jié)劃分采取兩種方式。一種為氣象劃分法，以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—次年2月為冬季[5]。另一種采用《氣候季節(jié)劃分》QX/T 152—2012[6](簡稱“行標(biāo)法”)界定四季起始日期，計算近5 a太白山山上、山下四季的入季時間以及日數(shù)。

1.2.2 旅游氣候舒適度評價方法 風(fēng)寒指數(shù)表征寒冷環(huán)境條件下，風(fēng)速與氣溫對裸露人體的影響，多考慮風(fēng)速和氣溫條件。人體舒適度指數(shù)全面考慮氣溫、濕度、風(fēng)等3個氣象要素對人體舒適度的影響[7]。太白山森林公園海拔高、氣溫低、風(fēng)速大，屬于高寒地區(qū)，應(yīng)注重冷應(yīng)力導(dǎo)致的氣候不舒適程度。因此采用下列公式計算風(fēng)寒指數(shù)[8]。

(1)

式中，H為風(fēng)寒指數(shù)，T為氣溫(℃)，V為風(fēng)速(m/s)。為了便于比較，同時參考我國中部南昌市人體舒適度指數(shù)方法[9]

(2)

式中，K為人體舒適度指數(shù)，RH為相對濕度(%)，V為風(fēng)速(m/s)。

參考文獻(xiàn)4和文獻(xiàn)10給出了風(fēng)寒指數(shù)和人體舒適度指數(shù)等級劃分及感覺程度(見表1、表2)。

表1 風(fēng)寒指數(shù)等級劃分

表2 人體舒適度指數(shù)等級劃分

2 氣溫變化

氣溫是影響人體舒適度最主要的氣象要素之一，且太白山山上、山下氣溫差異大，造成的人體感覺舒適程度差異也大，因此首先對太白山山上、山下氣溫進(jìn)行對比分析。

2.1 年季變化特征

2.1.1 年、季平均氣溫 太白山氣溫隨海拔高度的增加呈垂直遞減分布，平均每升高100 m，氣溫下降0.56 ℃。太白山山上和山下氣溫差異較大。由2013—2017年太白山山上、山下年、季平均氣溫(表3)看出，山上年平均氣溫值為0.2 ℃，山下14.6 ℃；山上年平均最高氣溫4.9 ℃，山下20.8 ℃；山上年平均最低氣溫-3.1 ℃，山下10.4 ℃ 。從季節(jié)變化來看，兩地夏季氣溫最高，溫差最大，山上8.8 ℃，山下26.0 ℃。冬季氣溫最低，溫差最小，山上-8.5 ℃，山下2.7 ℃。山上秋季氣溫比春季高1.4 ℃，山下秋季氣溫比春季低1.1 ℃，主要原因是山上春季氣溫回升緩慢，秋季降溫也慢，而山下春季氣溫上升很快，秋季降溫幅度相對較大所致。

表3 2013—2017年太白山山上、山下年季平均氣溫 ℃

2.1.2 四季特征 按照行標(biāo)法對氣候季節(jié)的劃分，統(tǒng)計2013—2017年太白山山上、山下四季平均日數(shù)(表4)和起止時間，發(fā)現(xiàn)山上氣溫從未達(dá)到入夏標(biāo)準(zhǔn)，5 a日平均氣溫最高值僅14.4 ℃，極端最高氣溫20.3 ℃，由此可見，山上常年無夏。山下入夏時間在5月中旬—6月上旬，夏季年均日數(shù)100 d。山上入春時間一般出現(xiàn)在6月中旬—7月中旬，比山下晚112 d，因為沒有夏季，因此春秋季相連，兩季年均日數(shù)僅48 d，最多年份達(dá)74 d。山下入春時間最早出現(xiàn)在3月3日，最晚出現(xiàn)在3月24日；入秋時間為8月下旬—9月上旬，秋季62 d，春秋季年均日數(shù)136 d。山上60%的入冬時間出現(xiàn)在8月下旬，比山下早76 d，冬季年均日數(shù)長達(dá)318 d。山下入冬時間為10月下旬—11月上旬，冬季年均日數(shù)130 d。

2.2 月變化特征

2.2.1 月平均氣溫和極端氣溫 由2013—2017年太白山山上、山下月平均氣溫變化(圖1)可知，山上月平均氣溫在-8.9～9.9 ℃之間，山下月平均氣溫在1.4～27.7 ℃之間，山上各月氣溫明顯低于山下。兩地7月氣溫為全年最高，溫差最大，達(dá)17.8 ℃；1月氣溫為全年最低，溫差最小，為10.3 ℃。山上氣溫年較差為18.8 ℃，小于山下26.3 ℃，可見海拔越高氣溫年較差越小。

圖1 2013—2017年太白山山上、山下月平均氣溫變化

圖2給出了2013—2017年太白山山上、山下各月極端最高、最低氣溫變化。近5 a太白山山上極端最高氣溫為20.3 ℃，山下為42.3 ℃，均出現(xiàn)在2017年7月10日，極端最高氣溫相差22 ℃。山上極端最低氣溫-32.0 ℃，山下-12.3 ℃，均出現(xiàn)在2016年1月25日，極端最低氣溫差值為19.7 ℃。

圖2 2013—2017年太白山山上、山下各月極端最高、最低氣溫變化

2.2.2 寒冷日數(shù)和高溫日數(shù) 分別對太白山山上和山下日最低氣溫≤-20、-15、-10、0 ℃的寒冷日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，山上≤-20 ℃年均日數(shù)為3.4 d，≤-15 ℃年均日數(shù)為29.8 d，≤-10 ℃年均日數(shù)為78.4 d，≤0 ℃的年均日數(shù)為203 d。山上≤0 ℃的寒冷日數(shù)除7—8月未出現(xiàn)、6月偶有出現(xiàn)外，其余月份均有出現(xiàn)，尤以10月—次年4月出現(xiàn)最多。山下未出現(xiàn)≤-20 ℃和≤-15 ℃的寒冷日數(shù)，日最低氣溫≤-10 ℃的年均日數(shù)為0.6 d，≤0 ℃的年均日數(shù)為67.8 d。

對太白山山上和山下日最高氣溫≥35 ℃的高溫日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，山上未出現(xiàn)高溫。山下2013—2017年累計出現(xiàn)高溫日數(shù)121 d，年均24.2 d。高溫出現(xiàn)在5—9月，7月最多，年均11.6 d；其次為8月，年均7 d；6月年均4 d；9月和5月出現(xiàn)概率較小。

2.3 日變化特征

選取典型月1月、4月、7月、10月分別代表冬、春、夏、秋季，對太白山山上和山下春、夏、秋、冬逐時氣溫進(jìn)行分析，由圖3可知，在同一季節(jié)相同時次，太白山上氣溫明顯低于山下。冬季兩地溫差最大值出現(xiàn)在16時，為14.7 ℃。春、夏、秋三季兩地溫差最大值比冬季晚1 h，出現(xiàn)在17時，差值分別為20.1 ℃、21.6 ℃、15.4 ℃。春季太白山山上06時氣溫最低，07時開始升溫，12—13時氣溫升到最高，14時開始降溫，升溫時間短，降溫時間長。山下06—07時氣溫最低，08時開始升溫，16時氣溫最高，17時開始降溫，最高最低氣溫出現(xiàn)時間滯后。夏季山上05—06時氣溫最低，山下06時最低；兩地都從07時開始升溫，山上12時氣溫最高，13時開始降溫，山下16時氣溫最高，17時開始降溫，比春季最低氣溫出現(xiàn)時間早。秋季山上山下均07時氣溫最低，08時開始升溫，最高氣溫出現(xiàn)時間和降溫時間均與夏季相同。冬季山上04—08時氣溫最低，山下08時氣溫最低；兩地都從09時開始升溫，山上12—13時氣溫最高，14時開始降溫，山下15時氣溫最高，16時開始降溫。

圖3 太白山山上、山下四季逐時氣溫變化

3 太白山旅游氣候舒適度評價和旅游建議

選取典型月份1月、4月、7月、10月分別代表冬、春、夏、秋季，利用氣溫、相對濕度和風(fēng)速等資料，分別計算2013—2017年太白山山上、山下四季逐時風(fēng)寒指數(shù)(圖4，見下頁)和人體舒適度指數(shù)(圖5，見下頁)。

可以看出兩種指標(biāo)計算結(jié)果有一定偏差：山上冬季嚴(yán)寒且風(fēng)大，用風(fēng)寒指數(shù)計算的結(jié)果相對精細(xì)和準(zhǔn)確。而山上其他季節(jié)以及山下各季用人體舒適度指數(shù)計算的結(jié)果與實際更為相符。因此將風(fēng)寒指數(shù)作為太白山山上冬季氣候舒適度評價指標(biāo)，將人體舒適度指數(shù)作為山上其他季節(jié)及山下各季氣候舒適度評價指標(biāo)，得出評價結(jié)果和旅游建議。

圖4 2013—2017年太白山山上、山下四季逐時風(fēng)寒指數(shù)

圖5 2013—2017年太白山山上、山下四季逐時人體舒適度指數(shù)

(1)春秋季 太白山山上春、秋季節(jié)全天各時次舒適度指數(shù)均為-3級，冷，大部分人感覺不舒適。山下春季舒適度指數(shù)12—21時為0級，最舒適；22—05時，08—11時為-1級，涼爽，較舒適；06—07時為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。山下秋季舒適度指數(shù)12—18時為0級，最舒適；19—06時、08—11時為-1級，涼爽，較舒適；07時為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。春、秋季節(jié)山下白天氣候舒適，山上會感覺冷。但春秋兩季山上卻有山下領(lǐng)略不到的宜人景色。太白山從淺山區(qū)到高山區(qū)，每年春季各種奇花異草競相開放，秋季各種植被絢麗多彩，層林盡染，且春秋兩季山中多會下雪或有積雪出現(xiàn)，游客可欣賞到山中看花，山頂賞雪或紅葉白雪兩相宜的奇妙景觀。春秋兩季山上07—08時已經(jīng)開始升溫，08—18時氣溫均在0 ℃以上，上山備好棉衣、羽絨服、毛褲、輕薄羽絨褲等防寒保暖，旅游活動不受影響。因夜間氣溫多在0 ℃以下，路面常有結(jié)冰或積雪，上山需做好防滑措施。

(2)夏季 太白山夏季全天各時次舒適度指數(shù)為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。山下夏季舒適度指數(shù)01—09時為0級，最舒適；10—15時、20—00時為1級，暖，較舒適；16—19時為2級，微熱，少部分人感覺不舒適。夏季山下午后較熱，年均高溫日數(shù)達(dá)24.2 d，而山上微冷，極端最高氣溫只有20.3 ℃，游客可上山納涼避暑，還能體驗山上“一日歷四季”的氣候多變景象。夏季上山仍需穿長袖外套，且高山紫外線強(qiáng)烈，游客需做好防曬措施。

(3)冬季 太白山山上冬季舒適度指數(shù)10—15時為4級，冷；09時、16時為5級，很冷；17—08時為7級，有凍傷危險。山下冬季舒適度指數(shù)12—20時為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適；21—11時為-3級，冷，大部分人感覺不舒適。冬季的太白山天寒地凍，有凍傷的危險，風(fēng)大路滑，行走困難，非專業(yè)登山人士，不建議開展旅游活動。而山下12—20時微冷，可在山腳湯峪鎮(zhèn)體驗滑雪、溫泉、冰雕等特色旅游項目。確有上山需要，可選擇白天09—16時寒冷程度較輕時間進(jìn)行。上山備好風(fēng)雪大衣、厚羽絨服、厚羽絨褲，手套、圍巾、帽子、口罩，全身做足保暖措施。因為積雪較厚，行走不便，需做好充足體力準(zhǔn)備和水、糧供給。17—08時有凍傷危險，建議提早下山，夜間不要留宿山中。

4 結(jié)論

(1)太白山山上山下氣溫差異明顯。山上平均氣溫0.2 ℃，山下14.6 ℃；山上常年無夏，春秋季48 d，冬季長達(dá)318 d，入春時間比山下晚112 d，入冬時間比山下早76 d。山上≤-10 ℃年均日數(shù)為78.4 d，山下為0.6 d；山上≤0 ℃的年均日數(shù)為203 d，山下為67.8 d。山上無高溫出現(xiàn)，山下年均高溫日數(shù)為24.2 d。山上春季07時開始升溫，比山下早1 h，夏、秋、冬三季兩地升溫時間一致，分別為07時、08時、09時；山上冬春季14時開始降溫，夏秋季13時開始降溫，相比山下冬季早2 h，春季早3 h，夏秋季早4 h。

(2)太白山山上春、秋季全天各時次舒適度指數(shù)為-3級，冷，大部分人感覺不舒適。但白天旅游活動時間內(nèi)氣溫都在0 ℃以上，合理著裝，可領(lǐng)略別具韻味的春、秋景。夏季全天各時次舒適度指數(shù)為-2級，微冷，少部分人感覺不舒適。夏季山下酷暑悶熱，可上山納涼避暑，是最佳旅游季節(jié)。冬季舒適度指數(shù)10—15時為4級，冷；09時、16時為5級，很冷；17—08時為7級，有凍傷危險，建議冬季停止旅游?？稍谏侥_湯峪鎮(zhèn)體驗滑雪、溫泉、冰雕等特色旅游活動。