河南省旅游氣候舒適度模糊綜合評(píng)價(jià)

徐 鵬， 杜明哲， 張 瑋

（河南省氣象服務(wù)中心，鄭州 450003）

旅游氣候舒適度是旅游氣候資源的重要組成部分，也是旅游活動(dòng)的基礎(chǔ). 讓旅游者在最合適的時(shí)間到最佳的地點(diǎn)旅游，讓旅游開(kāi)發(fā)者在最具旅游發(fā)展?jié)摿Φ膮^(qū)域開(kāi)發(fā)旅游項(xiàng)目，讓旅游管理者對(duì)本地區(qū)旅游氣候資源有全面直觀的認(rèn)識(shí)，是旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)以及區(qū)劃分析的重要意義.

國(guó)外學(xué)者自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，針對(duì)不同地區(qū)從多個(gè)角度分析評(píng)價(jià)其旅游氣候舒適度：Houghton等提出不同氣溫和風(fēng)速條件下人體的熱感指標(biāo)［1］；Murray對(duì)夏季氣候舒適程度進(jìn)行了研究［2］；Green Maunder對(duì)天氣與戶外舒適度的關(guān)系進(jìn)行了研究［3-4］；Crowe與Smith分別以安大略湖和東南亞為例，研究了地區(qū)旅游氣候舒適度［5-6］. 除此之外，還有風(fēng)效、溫濕、體感等多種氣候舒適度指數(shù)模型［7-8］.

國(guó)內(nèi)關(guān)于旅游氣候舒適度的研究始于20世紀(jì)80年代：范正業(yè)、馮新靈等利用風(fēng)寒指數(shù)、溫濕指數(shù)等方法，對(duì)我國(guó)的旅游舒適氣候進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分區(qū)［9-10］；陶生才等利用敦煌市43年氣象觀測(cè)資料，研究評(píng)價(jià)了敦煌逐月逐日旅游舒適指數(shù)［11］.

從評(píng)價(jià)方法看，以技術(shù)性單因子的定量評(píng)價(jià)為主，針對(duì)河南省的旅游氣候舒適度的區(qū)劃研究較少. 本研究基于多因子影響，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)法建立模型，從時(shí)間尺度對(duì)旅游氣候舒適度進(jìn)行綜合定量評(píng)價(jià)，確定最佳旅游時(shí)間. 同時(shí)結(jié)合GIS空間技術(shù)，從空間分布實(shí)現(xiàn)對(duì)旅游氣候舒適度區(qū)劃分析，對(duì)河南旅游氣候資源開(kāi)發(fā)、生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義.

1 區(qū)域概況與研究方法

1.1 區(qū)域概況

河南省位于北緯31°23′～36°22′，東經(jīng)110°21′～116°39′之間，面積16.7×104km2，屬北亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡的大陸性季風(fēng)氣候，橫跨黃河、淮河、長(zhǎng)江、海河四大流域. 地勢(shì)為第二階梯向第三階梯過(guò)渡地帶，西高東低，望北向南，境內(nèi)有平原、丘陵、山地、盆地四大地理類(lèi)型，旅游氣候資源豐富，待開(kāi)發(fā)潛力巨大.

1.2 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

利用河南省119個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站地面氣候資料1981—2010年整編數(shù)據(jù)和2011—2018年地面觀測(cè)資料，主要包括這38年內(nèi)的月平均氣溫、月平均相對(duì)濕度、月平均風(fēng)速等氣象要素.

1.3 研究方法

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)旅游氣候舒適度的分析評(píng)價(jià)已從經(jīng)驗(yàn)定性法逐漸轉(zhuǎn)為定量分析評(píng)價(jià). 定量分析評(píng)價(jià)采用統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，通過(guò)具體的數(shù)值對(duì)旅游氣候資源進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，其中綜合型定量建模評(píng)價(jià)基于多影響因子，采用數(shù)理方法建立模型加以分析，對(duì)旅游氣候舒適度進(jìn)行綜合定量評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果一般為數(shù)量指標(biāo)，可對(duì)不同旅游氣候舒適度評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行比較，常用有層次分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法等［12］，與經(jīng)驗(yàn)定性評(píng)價(jià)以及單因子定量評(píng)價(jià)相比，這兩種方法更客觀準(zhǔn)確，故研究采用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)河南省旅游氣候舒適度進(jìn)行分析評(píng)價(jià).

模糊綜合評(píng)價(jià)法由美國(guó)學(xué)者L.A.Zadeh于1965年首次提出，運(yùn)用模糊數(shù)據(jù)的隸屬度理論將定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)［13］，其結(jié)果客觀、準(zhǔn)確，能較好地解決難以量化的問(wèn)題，在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等研究領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，適合作為河南省旅游氣候舒適度分析的研究方法.

2 模糊綜合評(píng)價(jià)模型構(gòu)建與結(jié)果

根據(jù)已有的研究基礎(chǔ)，氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、氣壓、太陽(yáng)輻射等是旅游氣候舒適度的影響因素［14］，結(jié)合河南地理位置和氣候特點(diǎn)，暫不考慮對(duì)舒適度影響較小的氣壓和太陽(yáng)輻射，通過(guò)綜合氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速三大氣象要素評(píng)價(jià)河南旅游氣候舒適度［15］.

根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)流程，設(shè)定影響要素的論域：U=（氣溫t、相對(duì)濕度f(wàn)、風(fēng)速v），評(píng)價(jià)論域：V=（很舒適B1、舒適B2、較舒適B3、不舒適B4）. 根據(jù)環(huán)境衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合河南氣候特點(diǎn)，設(shè)定人體最舒適的氣候條件為氣溫24 ℃、相對(duì)濕度70%、風(fēng)速2 m/s，以此建立隸屬方程［16-18］：

式中：μt、μf和μv分別代表氣溫t、相對(duì)濕度f(wàn)、風(fēng)速v的隸屬函數(shù)值.

將河南省1981—2018年歷史氣象數(shù)據(jù)代入各隸屬方程，分別求出119個(gè)國(guó)家氣象站1—12月份的平均氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速的隸屬函數(shù)值. 根據(jù)各要素隸屬函數(shù)值規(guī)定：μ＜0.60代表“不舒適”、0.60≤μ＜0.75代表“舒適”、0.75≤μ＜0.85代表“較舒適”、0.85≤μ 代表“很舒適”.

以安陽(yáng)站為例，將安陽(yáng)站1981—2018 年1—12 月的月平均氣溫、月平均濕度和月平均風(fēng)速分別代入隸屬函數(shù)方程，可得出安陽(yáng)站1981—2018年12個(gè)月份的隸屬函數(shù)值μt、μf、μv.

根據(jù)單因素評(píng)判，建立U 到V 的單因素評(píng)判矩陣R［19］. R 中元素值是U 中氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速三因素隸屬函數(shù)值μt、μf、μv對(duì)應(yīng)V中各等級(jí)的個(gè)數(shù)在該因素中所占的百分比，由此建立安陽(yáng)站7月份單因素判斷矩陣R：

人體對(duì)于氣候舒適度的適宜感是多種因素的綜合反映，由此做出綜合評(píng)判. 根據(jù)已有研究結(jié)果，基于層次分析法建立論域U的一個(gè)模糊子集A，溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速的權(quán)重分別為0.6，0.2和0.2：A=(0.60 0.20 0.20).

綜合評(píng)判B=A·R，則安陽(yáng)站的氣候要素綜合評(píng)判結(jié)果為：B=(0.35 0.15 0.32 0.18) . 相同方法計(jì)算安陽(yáng)站其他月份的綜合評(píng)判結(jié)果如表1.

表1 安陽(yáng)站旅游氣候舒適度綜合評(píng)判結(jié)果Tab.1 Comprehensive evaluation results of tourism climate comfort degree in Anyang Station

其他118個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站全年旅游氣候舒適度綜合評(píng)判方法與此一致. 據(jù)此，繪制河南省119個(gè)站點(diǎn)分月綜合舒適指數(shù)圖（圖1）.

時(shí)間尺度上，由圖1 可清晰看出，河南省范圍119 個(gè)氣象站綜合舒適指數(shù)分兩大類(lèi)，其中1、2、3、4、10、11、12月全省綜合舒適指數(shù)在0.4以下，為低舒適度月份；5、6、7、8、9月份全省綜合舒適指數(shù)在0.6以上，為高舒適度月份，其中有個(gè)別站的綜合舒適指數(shù)低至0.5以下，此類(lèi)站點(diǎn)多位于西部山區(qū)，海拔較高的縣域，例如澠池、盧氏、欒川等，其測(cè)站高度在500 m以上，并且出現(xiàn)低舒適度月份僅在5月和9月，此時(shí)山區(qū)氣溫仍然較低或降幅較大，體感偏冷，舒適度指數(shù)低.

圖2 中，河南省站點(diǎn)綜合舒適指數(shù)月變化呈現(xiàn)雙峰型，自4 月開(kāi)始升高，5、6 月趨于峰值，舒適度最高，7月微降至0.6，8、9月升至峰值后開(kāi)始緩慢下降，10月份跌至最低值. 同時(shí)也可看出河南省全年1、2、3、4、5、10、11、12月為低舒適度月份；5、6、7、8、9月為高舒適度月份，適宜開(kāi)展各類(lèi)外出旅游活動(dòng)，其中6月和8月舒適指數(shù)達(dá)到年內(nèi)較高水平，7月份雖有降低，但仍屬舒適月份，這個(gè)時(shí)間段尤其適合開(kāi)展避暑旅游類(lèi)的項(xiàng)目，屬于旅游旺季.

圖1 河南省119站綜合舒適指數(shù)Fig.1 Comprehensive comfort index of 119 stations in Henan Province

圖2 綜合舒適指數(shù)年內(nèi)變化Fig.2 Change of comprehensive comfort index in the year

3 4—9月旅游氣候舒適度分區(qū)

在旅游氣候舒適度區(qū)劃研究中，有學(xué)者根據(jù)站點(diǎn)所屬行政區(qū)即可繪制以縣級(jí)行政區(qū)為基本單元的旅游氣候區(qū)劃圖，還有根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果繪制等值線水平分布圖，尺度較大. 本研究基于GIS空間技術(shù)，根據(jù)綜合舒適指數(shù)數(shù)據(jù)分析，該數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，對(duì)其做克里金插值，在5 km×5 km柵格尺度上評(píng)價(jià)河南省旅游氣候舒適度，并選擇4—9月繪制河南省旅游氣候舒適度分月區(qū)劃圖，分析綜合舒適度指數(shù)空間變化.

由圖3 中可看出，4 月河南全省范圍的綜合舒適度指數(shù)較低，北部以及西部山區(qū)等地由于氣溫等因素，舒適度指數(shù)更是明顯低于周邊地區(qū)；從5 月份開(kāi)始進(jìn)入氣候舒適階段，舒適度自緯度較低的南部以及西北局部海拔較高地區(qū)開(kāi)始向北，越來(lái)越高，覆蓋范圍也越來(lái)越大；6 月份全省綜合舒適度指數(shù)達(dá)到較高水平；7、8 月份，河南西部、北部開(kāi)始出現(xiàn)連片高舒適地區(qū)，并且范圍持續(xù)擴(kuò)大；9 月豫西最先開(kāi)始出現(xiàn)非舒適區(qū)，這也是由于西部高海拔地區(qū)氣溫驟降引起，同時(shí)，舒適度也由北向南開(kāi)始逐漸降低，由此全省逐步進(jìn)入非舒適階段.

圖3 河南省4—9月旅游氣候舒適度Fig.3 Tourism climate comfort degree in Henan Province from April to September

總體來(lái)看，河南省綜合舒適度指數(shù)的空間分布特征及變化呈現(xiàn)一定的緯度特征和明顯的區(qū)域性，主要受到緯度、海拔、地形等因素的影響. 冬季月份的綜合舒適指數(shù)偏低，不適合開(kāi)展戶外旅游活動(dòng)，這與實(shí)際情況相符. 夏季綜合舒適指數(shù)較高，且隨著海拔的升高而穩(wěn)定增長(zhǎng)，這對(duì)開(kāi)展夏季避暑旅游活動(dòng)具有十分重要意義.

河南是山地向平原過(guò)渡地帶，西高東低. 西部有秦嶺山系的伏牛山、崤山、熊耳山等，涵蓋城市以洛陽(yáng)、焦作為代表；北部太行山區(qū)涵蓋城市以安陽(yáng)、新鄉(xiāng)為代表；南部大別山區(qū)涵蓋城市以信陽(yáng)為代表. 這些地區(qū)可因地制宜，根據(jù)5—9月的舒適氣候，開(kāi)發(fā)具有個(gè)性化、差異化的生態(tài)避暑類(lèi)旅游項(xiàng)目，開(kāi)展跨地區(qū)跨景區(qū)合作，打造自北向南、自西向東的避暑路線，進(jìn)一步擴(kuò)大夏季避暑帶動(dòng)全域旅游的效應(yīng).

2019 年，中國(guó)天氣網(wǎng)（http://www.weather.com.cn）主辦評(píng)選出河南避暑旅游目的地欒川（天河大峽谷景區(qū)）、盧氏（雙龍灣景區(qū)）、嵩縣（白云山景區(qū)），結(jié)合河南旅游氣候舒適度區(qū)劃圖，這3個(gè)景區(qū)夏季氣候的綜合舒適指數(shù)度高達(dá)0.98，0.88和0.81，反映出綜合舒適度指數(shù)對(duì)避暑評(píng)價(jià)具有重要參考價(jià)值，同時(shí)區(qū)劃在游客流動(dòng)政策的制定，交通管理等方面，也能提供一定參考依據(jù).

河南省除5—9月以外的非舒適月份是旅游市場(chǎng)淡季，具有典型的季節(jié)性旅游特點(diǎn)，在非舒適月份開(kāi)展反季節(jié)性旅游以平衡全年旅游市場(chǎng)至關(guān)重要. 因此，因地制宜地制定淡季旅游規(guī)劃，開(kāi)展非自然景觀類(lèi)旅游項(xiàng)目，比如人文歷史游、特色鄉(xiāng)村游等相關(guān)主題，以此破解季節(jié)性旅游難題，平衡全年旅游市場(chǎng).

4 結(jié)論

1）河南旅游氣候資源較為豐富，年內(nèi)月變化呈明顯雙峰型，最佳旅游氣候舒適度月份達(dá)5個(gè)月，時(shí)間跨度大，覆蓋范圍廣，空間分布呈一定緯度特征和明顯區(qū)域性，依托以山地氣候?yàn)榇淼纳鷳B(tài)避暑旅游資源，建設(shè)開(kāi)發(fā)個(gè)性化、差異化的生態(tài)避暑帶，將為生態(tài)文明建設(shè)注入新動(dòng)力.

2）對(duì)于旅游氣候舒適度較低區(qū)域和月份，可結(jié)合本地實(shí)際，因地制宜，開(kāi)展以室內(nèi)為主的人文景觀類(lèi)項(xiàng)目，或開(kāi)發(fā)反季節(jié)性旅游產(chǎn)品，以此豐富旅游品類(lèi)，平衡全年旅游市場(chǎng).

3）引入模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)河南省旅游氣候舒適度進(jìn)行定量分析評(píng)價(jià)，客觀反映出氣候的舒適程度，使不同區(qū)域、不同時(shí)期的舒適度具有可比基礎(chǔ)，結(jié)果基本符合河南省旅游氣候特點(diǎn). 同時(shí)河南省旅游氣候舒適度分月區(qū)劃圖對(duì)旅游氣候資源利用、旅游景區(qū)開(kāi)發(fā)、居住地選擇等都具有重要參考價(jià)值.