西嶺雪山滑雪場秋冬旅游降雪預(yù)報研究

周 斌，趙 靜，青 泉，楊淑群，劉 佳

(1.四川省氣候中心，成都 610072；2.四川省成都市氣象局，成都 611130；3.四川省氣象臺，成都 610072)

引言

氣候是自然環(huán)境的重要組成部分，也是影響著人們居住適宜性的重要環(huán)境因子[1]。氣候條件對旅游影響甚廣，任何一個旅游景區(qū)均難免不受影響[2]。西嶺雪山是國家AAAA級風(fēng)景名勝區(qū)，位于四川省成都市大邑縣境內(nèi)，距成都僅95km，總面積483km2，海拔1260～5364m，景區(qū)屬于立體氣溫帶, 雨量充沛、日照少、云霧多、氣候景觀獨(dú)特。年平均氣溫為16℃，1月平均氣溫為4℃，7月平均氣溫為23℃，景區(qū)氣溫較平原地區(qū)低2℃；年降水量>1500mm，年均日照時數(shù)680h[3]。該區(qū)域夏季最高氣溫25℃，冬季最低氣溫為-6℃，每年11月底到次年3月底為積雪期，積雪厚度為60cm以上，適宜高山滑雪旅游[4]。賞雪滑雪旅游資源屬于氣候旅游資源，與氣象條件有著密不可分的聯(lián)系，例如氣溫以影響降水的形式來影響、決定冰雪的融化速率[5]。因此降雪積雪時段的氣象條件預(yù)報，天氣變化導(dǎo)致的氣象災(zāi)害直接影響外出旅游活動[6]。長期以來，國內(nèi)學(xué)者對冰雪產(chǎn)業(yè)的研究抱有較大興趣，但在滑雪場降雪預(yù)測這一研究領(lǐng)域文獻(xiàn)較少。目前，降雪預(yù)報主要通過統(tǒng)計(jì)或診斷分析[7-10]探尋相關(guān)因子建立降雪預(yù)報模型，利用環(huán)流相似建立預(yù)報方法[11]以及對數(shù)值模式產(chǎn)品[12-13]的訂正等手段來建立降雪預(yù)報方法。以往研究偏重于東北[14-15]、華北[16]和西北[17-18]區(qū)域等大范圍的降雪量級、起止時間和落區(qū)的預(yù)報，相關(guān)研究非常多，其預(yù)報準(zhǔn)確率也較高。而關(guān)于四川區(qū)域，特別是旅游景區(qū)和滑雪場區(qū)域的降雪預(yù)報，由于資料缺乏的原因，分析研究的非常少。本文在已有的研究基礎(chǔ)上，通過分析西嶺雪山旅游區(qū)周邊區(qū)域自動站溫度和降水與海拔的關(guān)系，結(jié)合城鎮(zhèn)預(yù)報和EC數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，研究西嶺雪山旅游區(qū)最低氣溫、降水相態(tài)隨海拔高度的變化特征，進(jìn)而建立西嶺雪山降雪的訂正預(yù)報方法，以此滿足公眾對旅游氣象服務(wù)的精細(xì)化需求。

1 資料及方法

1.1 資料來源

文中使用的資料包括國家基本站大邑及區(qū)域自動站霧山、花水灣、滑雪場、日月坪5站，2005～2017年每年10月～次年2月逐日最低溫度。大邑、霧山、花水灣、滑雪場、日月坪的海拔高度逐漸升高(表1)，特別是滑雪場和日月坪海拔高度在2000m以上，冬季的積雪主要在滑雪場及其以上的區(qū)域，以滑雪場作為重要的參考點(diǎn)，進(jìn)行溫度和降水的訂正預(yù)報。

表1 西嶺雪山各站海拔高度

1.2 方法

(1)候最低溫度差值訂正：以預(yù)報的最低溫度為基礎(chǔ)，加上逐候最低溫度差值后得到日最低溫度預(yù)報；

(2)模式溫度訂正：用距滑雪場最近的格點(diǎn)溫度預(yù)報數(shù)據(jù)代替滑雪場站點(diǎn)溫度預(yù)報，選出最低溫度，以氣溫預(yù)報變化量，建立最低氣溫預(yù)報的模式溫度訂正方法；

(3)集成預(yù)報：以候最低溫度差值訂正和模式溫度訂正進(jìn)行加權(quán)平均的最低溫度集成訂正方法。

2 滑雪場最低溫度的訂正

2.1 候最低溫度差值訂正

整理花水灣、霧山、滑雪場、日月坪和大邑各站點(diǎn)2005～2017年每年10月～次年2月每天的最低溫度，求出各站點(diǎn)每候的候平均最低溫度。計(jì)算花水灣、霧山、滑雪場、日月坪和大邑最低溫度差值如表2。

表2 各站和大邑逐候最低溫度差值(℃)

以大邑本站預(yù)報的24、48、72小時的最低溫度為基礎(chǔ)，加上逐候最低溫度差值后得到霧山、花水灣、滑雪場、日月坪的日最低溫度預(yù)報。

Yitmin24=Y0tmin24-Ai

Yitmin48=Y0tmin48-Ai

Yitmin72=Y0tmin72-Ai

其中Y0tmin24、Y0tmin48、Y0tmin72分別是大邑24～72小時最低溫度預(yù)報值，i=1、2、3、4，分別表示霧山、花水灣、滑雪場、日月坪，Yitmin24、Yitmin48、Yitmin72分別是某站24～72小時最低溫度預(yù)報值，Ai為對應(yīng)時段的候最低溫度差值(表2)。

以2017年10月～2018年2月滑雪場24小時最低溫度預(yù)報為例，對其進(jìn)行了試報，剔除缺資料時段，試報結(jié)果如圖1所示，按照預(yù)報誤差≤2℃為正確，準(zhǔn)確率為：74/134=55.2%。

2.2 模式溫度訂正

因滑雪場海拔高度2152m(約800hPa高度)，以EC025模式800hPa溫度預(yù)報(103.25°E、30.75°N)格點(diǎn)(距滑雪場最近的格點(diǎn))數(shù)據(jù)代替滑雪場站點(diǎn)溫度預(yù)報，選出最低溫度，以氣溫預(yù)報變化量建立最低氣溫預(yù)報方程：

Y2=T0+T1-T2

其中Y2是滑雪場24～72小時最低溫度預(yù)報值；T0為當(dāng)天14時前的最低溫度。

當(dāng)T1為EC當(dāng)天08時起報的24小時預(yù)報溫度；T2為EC前1天08時起報的48小時預(yù)報溫度時，Y2是滑雪場24小時最低溫度預(yù)報值。

當(dāng)T1為EC當(dāng)天08時起報的48小時預(yù)報溫度；T2為EC前1天08時起報的72小時預(yù)報溫度時，Y2是滑雪場48小時最低溫度預(yù)報值。

當(dāng)T1為EC當(dāng)天08時起報的72小時預(yù)報溫度；T2為EC前1天08時起報的96小時預(yù)報溫度時，Y2是滑雪場72小時最低溫度預(yù)報值。

以2017年10月～2018年2月滑雪場24小時最低溫度預(yù)報為例，對其進(jìn)行了試報，剔除缺資料時段，試報結(jié)果如下圖2所示，按照預(yù)報誤差≤2℃為正確，準(zhǔn)確率為：86/134=64.2%。

2.3 集成預(yù)報

對候最低溫度差值訂正和模式溫度訂正方法進(jìn)行集成(兩種方法不分權(quán)重)：

Y3=(Yitmin24+Y2)/2

Y3=(Yitmin48+Y2)/2

Y3=(Yitmin72+Y2)/2

對2017年10月～2018年2月滑雪場24小時最低溫度預(yù)報進(jìn)行了試報，剔除缺資料時段，試報結(jié)果如下圖3所示，按照預(yù)報誤差≤2℃為正確，準(zhǔn)確率為：89/134=66.4%。

由于預(yù)報方法涉及大邑城鎮(zhèn)預(yù)報，預(yù)報方法準(zhǔn)確率和大邑城鎮(zhèn)預(yù)報準(zhǔn)確率有很大關(guān)系。如果大邑城鎮(zhèn)預(yù)報存在較大誤差，會引起滑雪場的預(yù)報誤差增大。剔除大邑城鎮(zhèn)最低溫度預(yù)報誤差大于2℃的天數(shù)，試報結(jié)果如下圖4所示，按照預(yù)報誤差≦2℃為正確，試報準(zhǔn)確率為：63/77=81.8%。

3 滑雪場降雪預(yù)報

3.1 閾值的確定

根據(jù)觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)地調(diào)查，當(dāng)滑雪場氣溫在5℃以下時，就可能降雪。因此選取2015～2017年11月～次年2月降水日，滑雪場小時降水≥0.1mm、氣溫在5℃以下的個例，分析降水時對應(yīng)的平均溫度。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示：滑雪場從10月～次年1月降水時溫度為下降趨勢，10月有降水時的平均溫度為2.6℃，11月為0.93℃，12月為0.16℃，1月為-0.39℃，2月為-0.18℃。據(jù)此，可以把滑雪場出現(xiàn)降雪的溫度閾值確定為2.6℃左右。

表3 滑雪場小時降水≥0.1mm時對應(yīng)的平均氣溫

3.2 滑雪場降雪預(yù)報

以最低溫度集成訂正方法預(yù)報西嶺雪山滑雪場的最低溫度，結(jié)合智能網(wǎng)格降水預(yù)報結(jié)果和降雪最低溫度閾值判別，預(yù)報滑雪場是否有降雪。

如果智能網(wǎng)格預(yù)報有降水時，且0℃≤Tmin24、Tmin48、Tmin72≤2.6℃，預(yù)報有雨夾雪；Tmin24、Tmin48、Tmin72≤0℃，預(yù)報有雪(Tmin24、Tmin48、Tmin72分別為24、48、72小時最低溫度預(yù)報值)。

當(dāng)智能網(wǎng)格預(yù)報的降水量R為0～2.4mm，預(yù)報有小雪；R為2.5～4.9mm，預(yù)報有中雪；R為5～9.9mm，預(yù)報有大雪；R≥10mm，預(yù)報有暴雪。

3.3 滑雪場降雪預(yù)報檢驗(yàn)

進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)2017年2月中滑雪場的11個降雪個例(表4)，發(fā)現(xiàn)EC降水量預(yù)報值均較大，且滑雪場最低溫度均在0℃以下。利用EC格點(diǎn)降水預(yù)報，結(jié)合滑雪場最低溫度預(yù)報能預(yù)報出滑雪場的降雪(表5)。四川省氣象臺利用四川160個測站2019年1～3月24小時降水及對應(yīng)的EC24h有效時效降水預(yù)報資料，對EC晴雨預(yù)報閾值研究得到，在準(zhǔn)確率最高(85.22%)時對應(yīng)的閾值為1.8mm。如果以1.8mm 為晴雨閾值，對2017年2月中滑雪場的11個降雪個例降雪預(yù)報，發(fā)現(xiàn)除了2017年2月2日個例未預(yù)報出以外，其它10次降雪均預(yù)報出來，預(yù)報效果較好。

表4 2017年2月滑雪場降雪預(yù)報及檢驗(yàn)

表5 2017年2月EC降水量預(yù)報

4 結(jié)論

本文通過分析西嶺雪山旅游區(qū)周邊區(qū)域自動站溫度和降水與海拔的關(guān)系，結(jié)合城鎮(zhèn)預(yù)報和EC數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品，探討了西嶺雪山降雪的訂正預(yù)報方法：

(1) 用統(tǒng)計(jì)方法建立以大邑本站最低溫度預(yù)報值為基礎(chǔ)，加上逐候最低溫度差值后得到滑雪場的日最低溫度預(yù)報方程：Yitmin24=Y0tmin24-Ai，試報準(zhǔn)確率為55.2%。

(2) 結(jié)合滑雪場海拔特點(diǎn)，以氣溫預(yù)報變化量，建立滑雪場最低氣溫預(yù)報的模式溫度訂正方程：Y2=T0+T1-T2，試報準(zhǔn)確率為64.2%。

(3) 進(jìn)一步利用候最低溫度差值訂正和模式溫度訂正進(jìn)行加權(quán)平均，建立最低溫度集成訂正方程：Y3=(Yitmin24+Y2)/2，試報準(zhǔn)確率為66.4%。在此基礎(chǔ)上，剔除大邑城鎮(zhèn)最低溫度預(yù)報誤差>2℃的天數(shù)，按照預(yù)報誤差≤2℃為正確，試報準(zhǔn)確率為：63/77=81.8%。

(4) 以最低溫度集成訂正方法預(yù)報西嶺雪山滑雪場的最低溫度，結(jié)合智能網(wǎng)格降水預(yù)報結(jié)果和降雪最低溫度閾值判別，若智能網(wǎng)格預(yù)報有降水時，且0℃≤Tmin24、Tmin48、Tmin72≤2.6℃，預(yù)報有雨夾雪；Tmin24、Tmin48、Tmin72≤0℃，預(yù)報有雪(Tmin24、Tmin48、Tmin72分別為24、48、72小時最低溫度預(yù)報值)。 其中，當(dāng)智能網(wǎng)格預(yù)報的降水量R為0～2.4mm，預(yù)報有小雪；R為2.5～4.9mm，預(yù)報有中雪；R為5～9.9mm，預(yù)報有大雪；R≥10mm，預(yù)報有暴雪。

(5) 通過對以上三種最低溫度預(yù)報方法進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最低溫度集成訂正方法預(yù)報準(zhǔn)確率最高。因此以該方法，結(jié)合智能網(wǎng)格降水預(yù)報結(jié)果和降雪最低溫度閾值判別，建立了西嶺雪山滑雪場降雪的訂正預(yù)報方法，該研究為西嶺雪山滑雪場的旅游景觀預(yù)報方法提供技術(shù)支撐。