基于人體舒適度的商洛市氣候康養(yǎng)旅游評價

張 運，陳 蕾，王衛(wèi)民，宋文超，王式功,3

(1.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院/高原大氣與環(huán)境四川省重點實驗室，成都 610225； 2.商洛市氣象局，陜西商洛 726000； 3.中國科學(xué)院、中國工程院遵義院士工作中心(遵義高等研究院)，貴州遵義 563000)

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，旅游業(yè)也蓬勃發(fā)展，各地亦開始積極發(fā)掘、宣傳本地旅游資源及項目?，F(xiàn)階段，影響游客選擇旅游時間、地點以及目的有多種因素[1]。在“全民大健康”的背景下，生活節(jié)奏較快的城市居民往往希望能在居住地附近選擇一個風(fēng)景優(yōu)美、氣候舒適的地方進(jìn)行休閑康養(yǎng)旅游[2]。因此，氣候資源對旅游業(yè)的影響及其評價分析方法成為了目前的熱點研究問題。

國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對氣候和旅游的相互關(guān)系進(jìn)行了一系列研究，并取得大量成果，Martín等[3]研究了氣候和天氣與旅游的地點、市場需求和供給的關(guān)系，認(rèn)為在氣候變化背景下有利的氣候資源會成為游客的首要選擇之一；F?rland等[4]通過現(xiàn)場調(diào)查得到游客更傾向于在晴朗溫暖的天氣情況下出游，并建立了相關(guān)經(jīng)驗關(guān)系，對旅游管理有重要的意義；Kozak等[5]調(diào)查了不同國籍游客對不同旅游目的地的選擇動機，其中氣候條件成為了游客的主要共同動機；Eugenio-Martin等[6]研究了當(dāng)?shù)貧夂蚺c客源國或出境度假選擇的關(guān)系，認(rèn)為當(dāng)?shù)貧夂蚴菦Q定游客度假選擇目的地的重要因素；官景得等[7]分析了寧夏39年來各地氣候適宜期的變化特征，指出近年來氣溫顯著變化是影響氣候適宜期的主要因素；鐘林生等[8]研究了氣候變化對西藏旅游舒適期的影響，按照旅游氣候指數(shù)是否隨著氣候變化增長(減少)以及增長(減少)的快慢程度對西藏旅游地區(qū)進(jìn)行分區(qū)并設(shè)計旅游服務(wù)產(chǎn)品；周業(yè)智等[9]評估了中俄跨邊境地區(qū)的旅游氣候舒適度，其中大部分地區(qū)的舒適期為5個月，舒適期最長地區(qū)可達(dá)7個月；雷雯等[10]研究了太白山獨特的山地立體氣候，為游客合理規(guī)劃出游時間及地點提供科學(xué)依據(jù)。城市化的快速發(fā)展使得城市熱島強度逐年增大[11]，商洛近年來成為以西安為代表的關(guān)中平原城市群以及周邊鄂豫兩省城市的世外桃源，為周邊生活工作節(jié)奏緊湊的城市游客提供休閑康養(yǎng)旅游服務(wù)。從氣候資源的角度對商洛適宜康養(yǎng)旅游的氣象條件進(jìn)行分析，利用人體舒適度計算得到商洛市7縣(區(qū))和西安的“舒適”日數(shù)，并對比分析各時期各地的“舒適”日數(shù)，給出相關(guān)康養(yǎng)旅游建議，以期能夠有效指導(dǎo)相關(guān)文旅部門科學(xué)合理地安排旅游項目，助力商洛康養(yǎng)旅游產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。

1 資料和方法

1.1 區(qū)域概況及資料

商洛隸屬于陜西省東南部，毗鄰省會西安，與鄂豫兩省交界。處于秦嶺腹地的商洛地跨長江、黃河兩大流域，在北亞熱帶和暖溫帶的交界區(qū)域，且全市海拔高度差異較大，具有明顯的山地立體氣候，獨特的氣候和地理條件，賦予了商洛得天獨厚的氣候、生態(tài)環(huán)境等旅游資源，并于2019年被中國氣象學(xué)會授予“商洛·中國氣候康養(yǎng)之都”的稱號。

本文采用1980—2018年商洛市7縣(區(qū)，具體為鎮(zhèn)安、丹鳳、商南、柞水、洛南、商州、山陽)的逐日地面常規(guī)氣象觀測資料，以及同期西安逐日地面常規(guī)氣象觀測資料。1980—2013年使用西安站(57036)數(shù)據(jù)，2014年西安站遷至涇河站(57131)，故2014—2018年使用涇河站數(shù)據(jù)。其中主要包括日平均氣壓、日平均氣溫、日最高最低氣溫、日降水量、日平均相對濕度和日平均風(fēng)速等。

1.2 人體舒適度計算方法

相關(guān)研究表明人體在最舒適的氣候條件下各類疾病的發(fā)病率最低[12]。人體舒適度是一種可直觀地反映某地康養(yǎng)氣候資源情況的標(biāo)準(zhǔn)，本文采用基于黃金分割法構(gòu)建的人體舒適度計算方法[13]，用人體正常體溫與黃金分割率的乘積來表示裸露情況下人體感到最舒適的環(huán)境溫度，約為22.7 ℃?？紤]到由于人體對氣候的適應(yīng)能力較強，對于不同緯度(φ)與不同月份(M)人群的舒適感有所差異，因此，作了調(diào)整，得到最佳舒適溫度

Ts=22.7×[1.0-0.3sin(φ-23.5)]-0.3cos[15(M-1)]。

(1)

再由日平均氣溫(Ta)、日平均相對濕度(RH)、日最適相對濕度(RHS)、日平均風(fēng)速(V)等氣象要素進(jìn)行綜合計算，如式(2)、式(3)所示，得出體感溫度(Tg)，最后根據(jù)基于體感溫度的舒適度等級表[14](如表1所示)進(jìn)行劃分，得到當(dāng)日的舒適度等級，即從“-6級(嚴(yán)寒)”到“4級(酷熱)”，共有11個等級。

表1 基于體感溫度的舒適度等級動態(tài)劃分

注：Dt=裸露人體的最適溫度(22.7 ℃)-最佳舒適溫度(Ts)。

當(dāng)Ta≥Ts，RH>RHS時，

Tg=Ta+A{exp[0.05(Ta-Ts)(RH-RHS)]-1}
-0.03(Ta-Ts)V。

(2)

當(dāng)TaRHS時，

Tg=Ta-A{exp[0.013(Ts-Ta)(RH-RHS)]+1}
-0.01(Ts-Ta)V。

(3)

其中，A=36.75(1-0.618)≈14，當(dāng)無降水時，最適相對濕度(RHS)取50%；有降水時，最適相對濕度(RHS)取62.8%。

2 結(jié)果分析

2.1 商洛市與西安市氣候特征

圖1給出了商洛和西安多年各月平均氣溫和日較差變化趨勢，可以看出在秋、冬季兩地平均氣溫相差甚少，在春、夏季兩季差異較大。夏季時商洛平均氣溫為23.34 ℃，西安平均氣溫比商洛高2～3 ℃。西安和商洛在7月時均達(dá)到了全年最高氣溫，西安7月多年平均氣溫為27.29 ℃，商洛7月多年平均氣溫較低，為24.44 ℃。同時，利用兩地氣象資料進(jìn)行統(tǒng)計分析可知，近39年來商洛和西安均于2006年6月17日達(dá)到歷史日最高氣溫，分別為40.7 ℃和42.9 ℃，且39年來商洛年均高溫日(日極端最高氣溫≥35 ℃)約6 d，西安則有23 d。從兩地各月平均氣溫日較差(日最高氣溫-日最低氣溫)情況可以看出，商洛全年氣溫日較差較西安大。由于商洛地區(qū)海拔高度差異較大，凸顯了商洛山地立體氣候的優(yōu)勢，夜晚涼爽舒適，有利于人們夏季睡眠質(zhì)量的提高。因此，商洛夏季平均氣溫低，高溫日數(shù)少，氣溫日較差大，具有適宜夏季進(jìn)行避暑旅游的氣象條件。

圖1 1980—2018年商洛和西安月平均氣溫和氣溫日較差對比

圖2給出了兩地多年平均降水量和相對濕度對比情況，可以看出兩地均是雨熱同期，降水量和相對濕度的變化趨勢基本一致，高值區(qū)主要集中于7—9月，其中商洛在7月時平均降水量達(dá)到最大，為133.02 mm。近39年來商洛全年月均降水量較西安多，尤其是在夏季(6—8月)商洛的降水量遠(yuǎn)高于西安。同時，商洛在5—9月平均相對濕度較西安大，而從10月到次年4月相對濕度則低于西安。在相對冷的季節(jié)下相對濕度較大會增加人體的寒冷感覺，秋冬時商洛相對濕度低，使人感到更為舒適。商洛夏季平均降水量和相對濕度均較高，濕潤宜人；在相對冷的季節(jié)相對濕度較低，有利于增加人體的舒適感。

圖2 1980—2018年商洛和西安月平均降水量和相對濕度對比

圖3給出了商洛和西安多年各月平均風(fēng)速變化情況，可以看出商洛全年風(fēng)速比西安大，且季節(jié)變化趨勢相反，商洛冬春季風(fēng)速大，夏秋季風(fēng)速小，而西安正好相反。同時，兩地夏季風(fēng)速差異較小，商洛夏季風(fēng)速為全年最小，穩(wěn)定在2 m/s左右，夏季適度的風(fēng)有利于帶走熱量，進(jìn)而緩解炎熱。

圖3 1980—2018年商洛和西安月平均風(fēng)速對比

2.2 商洛7縣區(qū)和西安市人體舒適度時間分布特征

利用上述人體舒適度計算方法，計算得到商洛市7縣(區(qū))和西安市的人群體感溫度(Tg)，并參照表1的劃分標(biāo)準(zhǔn)，得出各地每日的舒適度等級，選取“舒適(0級)”等級的日數(shù)進(jìn)行分析。表2給出了商洛7縣(區(qū))和西安的年均“舒適”日數(shù)和3—10月各月平均“舒適”日數(shù)，從年均“舒適”日數(shù)分布可以看出，西安市的“舒適”日數(shù)約為51 d，商洛7縣(區(qū))“舒適”日數(shù)都較西安多，均達(dá)到了60 d及以上。其中與西安相鄰的柞水縣和鎮(zhèn)安縣“舒適”日數(shù)最高，均為69 d；商洛地區(qū)“舒適”日數(shù)最少的是丹鳳縣，為60 d。從月平均“舒適”日數(shù)分布可以看出，1月、2月、11月和12月的“舒適”日數(shù)均為0，各地在9月時“舒適”日數(shù)最多，其次為5月，且在上述兩月各地“舒適”日數(shù)相差較小，最多相差4～5 d。9月除洛南縣外，商洛其他6縣(區(qū))“舒適”日數(shù)都較多，尤其是商州區(qū)、鎮(zhèn)安縣、商南縣和山陽縣“舒適”日數(shù)均高達(dá)18 d。5月西安的“舒適”日數(shù)最少，商洛地區(qū)7縣(區(qū))“舒適”日數(shù)都較多，尤其是鎮(zhèn)安縣、柞水縣和山陽縣“舒適”日數(shù)均高達(dá)17 d。在氣溫較高的7月和8月各地“舒適”日數(shù)均較少，其中洛南縣相對較為舒適，該地“舒適”日數(shù)分別為7 d和12 d。6月柞水縣和洛南縣較為舒適，兩地“舒適”日數(shù)均為15 d。西安在6—8月這3個月舒適度均較差，僅有1～3 d。

表2 商洛7縣(區(qū))和西安3—10月的月平均“舒適”日數(shù) 單位：d

圖4給出了各地“舒適”等級日數(shù)的季節(jié)分布情況，可以看出各地在夏季時“舒適”日數(shù)差異最大，西安的“舒適”日數(shù)最少，約為7 d。與全年分布不同的是，商洛地區(qū)夏季“舒適”日數(shù)最多的是洛南縣，約為34 d；其次是柞水縣，約為29 d；而“舒適”日數(shù)較少的是商南縣和丹鳳縣，分別為13 d和14 d。各地在春、秋兩季時的“舒適”日數(shù)差別較小，而夏季“舒適”日數(shù)則與春、秋季差別較大。夏季相對舒適的洛南縣在春、秋兩季舒適度較差，“舒適”日數(shù)分別為19 d和15 d；而夏季較不舒適的商南縣、丹鳳縣等地在春、秋兩季又較為舒適。春季“舒適”日數(shù)最多的是鎮(zhèn)安縣，約為27 d，秋季“舒適”日數(shù)最多的是商南縣，為24 d。與多數(shù)北方城市類似，各地冬季“舒適”日數(shù)均為0。

圖4 1980—2018年商洛市7縣(區(qū))和西安市的“舒適”日數(shù)季節(jié)和全年分布

3 結(jié)論與討論

(1)商洛夏季平均氣溫僅為23.34 ℃，較西安低2～3 ℃，其中7月時商洛和西安平均氣溫為全年最高，分別為24.44 ℃和27.29 ℃，且商洛年均高溫日(日極端最高氣溫≥35 ℃)約6 d，西安則有23 d。商洛日較差比西安大，使得夏季更有利于夜間睡眠質(zhì)量的提高。同時，商洛和西安均為雨熱同期，商洛夏季降水充沛，相對濕度較高，在我國西北地區(qū)濕潤宜人的氣候不可多得，且夏季多為2 m/s的輕風(fēng)，有利于疏散人體熱量，故商洛夏季氣象條件具有良好的避暑康養(yǎng)效果，適宜開展相關(guān)康養(yǎng)旅游項目。

(2)商洛7縣(區(qū))年均“舒適(0級)”日數(shù)均較西安多，其中柞水縣和鎮(zhèn)安縣最多，均為69 d。在氣溫最高的7月洛南縣的“舒適”日數(shù)最多，可達(dá)7 d，而西安7月時“舒適”日數(shù)僅為1 d。從四季分布來看，建議游客在春季前往“舒適”日數(shù)最多的鎮(zhèn)安縣進(jìn)行康養(yǎng)旅游，夏季時則可以前往“舒適”日數(shù)較多的洛南縣和柞水縣，秋季時可選擇“舒適”日數(shù)最多的丹鳳縣，冬季寒冷為北方城市的共性，各地“舒適”日數(shù)都為零，建議當(dāng)?shù)匚穆貌块T應(yīng)從多角度拓展冬季旅游項目，使商洛冬季旅游能夠脫穎而出。