基于GIS的寧夏旅游氣候舒適度評價

姜鑫　趙多平

摘? 要：利用寧夏回族自治區(qū)1981—2010年的氣候資料，對溫濕、風(fēng)寒和著衣指數(shù)進(jìn)行研究，借助綜合舒適度評價模型劃分適宜旅游的季節(jié)分布。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：旅游氣候舒適度具有顯著的時空分布差異。依據(jù)綜合舒適指數(shù)年內(nèi)變化可劃分為春秋適宜型氣候和夏適型旅游氣候。中寧以北的銀川平原、衛(wèi)寧平原地區(qū)，舒適期在5—9月。寧夏南部山區(qū)舒適期多在6—8月，其中六盤山無舒適期。由于地勢影響，在初春秋末時寧夏北部地區(qū)的氣溫明顯高于寧夏南部地區(qū)，使得寧夏北部地區(qū)的旅游氣候舒適度更優(yōu)。

關(guān)鍵詞：GIS;氣候舒適度;空間分析;寧夏

中圖分類號：F592? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2021）03-0107-07

一、問題的提出

氣候舒適性指數(shù)（ComfortIndex）的概念最早由特吉旺（Terjung W.H.）在1966年提出，奧利佛（Oliver J.E.）在1987年通過暴露實(shí)驗(yàn)建立了風(fēng)寒指數(shù)量表。通過氣候舒適度評價研究，氣候與旅游的相關(guān)研究也得到了發(fā)展。國內(nèi)研究主要集中在區(qū)域的個案研究。如廉麗姝、李志富通過計(jì)算綜合舒適度指數(shù)分析山東省的旅游氣候資源;長安研究青藏鐵路旅游線氣候舒適度發(fā)現(xiàn)，青藏地區(qū)的旅游氣候適宜期隨海拔高度上升而縮短;孫根年、馬麗君分析了西安、北京氣候舒適度與客流量年內(nèi)變化的相關(guān)性。近年來有關(guān)氣候舒適度的研究多集中在中小型城市或地區(qū)，著重于區(qū)域旅游發(fā)展與規(guī)劃，并提出可行性建議。如，羅曉松應(yīng)用逐步回歸方法和插值方法評估遵義市夏季避暑旅游氣候，為遵義市開發(fā)康養(yǎng)旅游資源提供科學(xué)依據(jù)。吳長春利用相關(guān)氣候資料計(jì)算得到陽江逐日溫濕指數(shù)，通過分析得出陽江適合開展避寒旅游。

總體來說，對旅游氣候舒適度的研究多集中在國內(nèi)熱點(diǎn)旅游城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，或是青藏高原、新疆等具有較強(qiáng)地域特色的區(qū)域。查閱近三年的有關(guān)文獻(xiàn)，旅游氣候舒適度評價依舊是研究熱點(diǎn)，研究對象逐步轉(zhuǎn)向中小型城市，但總體上對西北地區(qū)研究較少。并且，所研究的文獻(xiàn)中大多數(shù)都以旅游氣候舒適度為主要評價指標(biāo)。不同的氣候條件形成不同的自然景觀和旅游環(huán)境，是游客進(jìn)行旅游活動的主要動機(jī)。所以，天氣、氣候條件是區(qū)域旅游開發(fā)的重要背景因素之一。近十幾年，氣候的變化較為明顯，有必要使用較新的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GIS軟件在氣候舒適度研究的運(yùn)用逐漸增多。目前，還沒有基于GIS對寧夏氣候舒適度進(jìn)行空間分析的科學(xué)成果。

寧夏回族自治區(qū)是全國第二個創(chuàng)建全域旅游的省份，旅游業(yè)發(fā)展前景廣闊。位于我國西部地區(qū)，屬典型的溫帶大陸性氣候。全境海拔1 000米以上，地勢南高北低。具有春多風(fēng)沙、夏少酷暑、秋涼較早、冬寒較長等特點(diǎn)，導(dǎo)致了寧夏“淡季長，旺季短”的不利旅游接待格局。

氣候數(shù)據(jù)來自中國氣象網(wǎng)站，利用1987—2007年的各月氣候統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行測定。依據(jù)寧夏的區(qū)域氣候特點(diǎn)，借助綜合舒適指數(shù)模型進(jìn)行綜合評價劃分，使用GIS進(jìn)行空間分析。有助于科學(xué)了解寧夏旅游氣候舒適區(qū)的劃分及規(guī)律，對今后旅游產(chǎn)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展都具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

二、寧夏回族自治區(qū)氣候舒適度評價

（一）旅游氣候舒適度的評價方法

根據(jù)寧夏四季分明、晝夜溫差大、冬季盛行西北風(fēng)等氣候特點(diǎn)，選取溫濕指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)、著衣指數(shù)進(jìn)行評價。

溫濕指數(shù)（THI）是通過溫度和濕度的組合反映人體與周圍環(huán)境的熱量交換，計(jì)算公式如下：

THI=（1.8t+32）-0.55（1-f）（1.8t-26）（1）

式（1）中，t為攝氏氣溫（℃），f為相對濕度（%）。

風(fēng)寒指數(shù)（WCI）表征的是不同環(huán)境下風(fēng)速與氣溫對裸露人體的影響。計(jì)算公式如下：

WCI=（33-t）（9.0+10.9■-V）（2）

式中，t為攝氏氣溫（℃），V為風(fēng)速（m/s）。

著衣指數(shù)（ICL）是考慮人們通過穿衣來改變氣候帶來的不舒適情況，計(jì)算公式如下：

ICL=■-■（3）

式中，t為攝氏氣溫（℃）;H代表人體代謝率的75%，本文取輕活動量下的代謝率H=87W/m2;a表示人體對太陽輻射的吸收情況，本文取0.06;R表示垂直陽光的單位面積土地所接收的太陽輻射（W/m2）;α是太陽高度角，V為風(fēng)速（m/s）。針對上述3個指數(shù)的分級標(biāo)準(zhǔn)及賦值，參照馬麗君等人的相關(guān)研究，并結(jié)合地區(qū)氣候特點(diǎn)，得到表1。

（二）旅游氣候舒適度的評價模型

單一的指數(shù)不能體現(xiàn)氣候的綜合性和系統(tǒng)性。借助馬麗君的綜合評價模型可以計(jì)算得出季節(jié)指數(shù)和年指數(shù)，定量分析進(jìn)行綜合評價。計(jì)算公式為：

C=0.6XTHI+0.3XWCI+0.1XICL

式中，C為綜合舒適指數(shù)，XTHI、XWCI和XICL分別為溫濕、風(fēng)寒和著衣指數(shù)的賦值。根據(jù)計(jì)算得出的綜合舒適指數(shù)和本地區(qū)氣候特點(diǎn)劃分為4個舒適等級，分別為：C≥6舒適;5≤C<6較舒適;3

三、寧夏旅游氣候舒適度的分析評價

（一）各月溫濕指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)、著衣指數(shù)

根據(jù)式（1）、式（2）、式（3）及相應(yīng)數(shù)據(jù)計(jì)算得出寧夏各個市縣的溫濕、風(fēng)寒和著衣指數(shù)，按照表1進(jìn)行旅游氣候舒適度評價，結(jié)果如表2所示。

從溫濕指數(shù)（THI）看，寧夏地區(qū)緯度較高，晝夜溫差大，因此各月的溫濕指數(shù)差距較大。每年到1—2月，11—12月天氣寒冷，不適宜旅游。中寧以北地區(qū)每年的5—6月，8—9月份以溫涼、暖為主，適宜旅游。中寧以南地區(qū)，從同心向涇源舒適月逐漸減少，舒適度逐漸降低，到達(dá)六盤山無舒適月。六盤山地區(qū)海拔高，植被覆蓋率高，氣候較濕潤，溫度較低，在炎熱的夏季適宜避暑。

從風(fēng)寒指數(shù)（WCI）來看，1—2月、12月溫度低，吹冷風(fēng)，不適宜旅游。中寧以北地區(qū)4—10月以涼風(fēng)、舒適風(fēng)、暖風(fēng)為主，其中6—8月以舒適風(fēng)為主，最適宜旅游。中寧以南地區(qū)，5—9月吹舒適風(fēng)，適宜旅游。其中，六盤山地區(qū)1—3月、10—12月以冷風(fēng)為主;最適宜的旅游時間為7月。

從著衣指數(shù)（ICL）上來看，以中寧為界，中寧以北地區(qū)在5—9月均為舒適，1—3月、11—12月為不舒適。中寧以南地區(qū)不舒適時間逐漸延長。同心以南至涇源地區(qū)，隨緯度的降低舒適月份縮短至6—8月。六盤山無舒適月，較舒適為6—8月，每年的1—5月，9—12月均為不舒適。

（二）寧夏主要城市旅游氣候舒適度年內(nèi)分布

溫濕、風(fēng)寒和著衣指數(shù)都是對單一因素進(jìn)行分析。而綜合舒適度評價模型可加和、可計(jì)算，能正確反映適宜旅游期的長短，易于評價。從表3可以看出，以中寧為界，中寧以北的地區(qū)，如石嘴山、銀川等城市隨著緯度的降低，該地區(qū)的綜合舒適指數(shù)升高;中寧以南地區(qū)如固原、隆德等隨著緯度的降低該地區(qū)的綜合舒適指數(shù)降低。其中，六盤山綜合舒適指數(shù)最低?？傮w來看，寧夏不舒適期多在1—2月、11—12月期間。在中寧以北地區(qū)，各個市縣的舒適期多在5—9月，較不舒適期一般在4月、10月，舒適期長度多為5個月。中衛(wèi)以南至固原市，舒適期多為5—9月;其中，固原無較舒適期，3—4月、10月為較不舒適期;同心與海原的不舒適期為1—2月、12月。隆德至涇源縣，舒適期在6—8月期間，不舒適期為1—3月、11—12月，舒適月長度縮減為3個月。六盤山地區(qū)因海拔較高無舒適期，較舒適期在6—8月，1—4月、10—12月為不舒適期。隨著緯度的降低，年綜合舒適指數(shù)也在逐漸降低，說明寧夏北部地區(qū)的旅游氣候優(yōu)于寧夏南部地區(qū)。

（三）旅游氣候舒適型劃分

氣候是一個地區(qū)長期的天氣特征，具有一定的規(guī)律性。使用SPSS軟件對各個市縣氣候舒適度的年內(nèi)變化進(jìn)行聚類分析，以最舒適季節(jié)命名該類型。具體結(jié)果如下：

1.春秋適宜型氣候，包括石炭井、惠農(nóng)、石嘴山、平羅、賀蘭、陶樂、銀川、永寧、靈武、青銅峽、吳忠、鹽池、中衛(wèi)、中寧、同心共計(jì)15個市縣。在春季5月份和秋季9月份舒適指數(shù)達(dá)到最高，適宜旅游。夏季氣候較為炎熱，舒適性指數(shù)略低，游客出行較不舒適。秋末到冬季舒適指數(shù)最低。年綜合指數(shù)在60.8—64.4之間。

2.夏適型旅游氣候，包括韋州、麻黃山、興仁、海原、固原、隆德、西吉、涇源、六盤山共計(jì)9個市縣。這些城市夏季氣候溫涼，適宜避暑，是暑期出行的好去處。不舒適期時間長達(dá)5個月。年綜合指數(shù)在53—59.8之間。

四、氣候舒適度的空間分異

采用ArcGIS的統(tǒng)計(jì)分析模塊，對計(jì)算得出的溫濕舒適指數(shù)和風(fēng)寒舒適指數(shù)運(yùn)用普通克里金插值方法進(jìn)行空間內(nèi)插，以季節(jié)為單位，得到圖1和圖2。

從溫濕指數(shù)年變化上來看，隨著季節(jié)的變化，氣候舒適區(qū)在空間上不斷移動。春秋季氣候舒適區(qū)較為類似，較舒適地區(qū)主要集中在黃河沿岸。夏季移動至南部山區(qū)。冬季中部干旱帶同其他區(qū)域相比較為舒適。從風(fēng)寒指數(shù)年變化上來看，氣候舒適區(qū)整體在空間上變化不大，寧北地區(qū)要優(yōu)于寧南地區(qū)。其中中衛(wèi)市、鹽池縣南部及彭陽、涇源縣等地區(qū)氣候較不舒適。

在春季見上頁圖1，中寧、青銅峽、銀川、石嘴山等黃河沿岸城市平原地區(qū)的溫濕舒適指數(shù)分布在15—21，溫濕舒適指數(shù)較高;鹽池、海原、固原的溫濕舒適指數(shù)分布在10—15;西吉、隆德、地區(qū)的溫濕舒適指數(shù)范圍在10以下，氣候舒適度為冷、不舒適。風(fēng)寒舒適指數(shù)分布在9—19，其中六盤山地區(qū)的風(fēng)寒舒適指數(shù)最低。在夏季見上頁圖1，溫濕舒適指數(shù)分布在15—36，南部山區(qū)溫濕舒適指數(shù)最高，舒適。中衛(wèi)、中寧、同心以北地區(qū)為偏熱、較舒適，六盤山為較不舒適。風(fēng)寒舒適指數(shù)分布在17—27，分布情況類似于溫濕舒適指數(shù)。在秋季見上頁圖2，與春季的溫濕舒適指數(shù)空間分布規(guī)律相似，只是溫濕舒適指數(shù)較低。風(fēng)寒舒適指數(shù)分布在9—19，與春季相似，但在空間分布上個別區(qū)域，如紅寺堡、同心、固原、隆德等地存在差異。在冬季見上頁圖2，吳忠、中寧、紅寺堡附近地區(qū)的溫濕舒適舒適度較高，相比其余地區(qū)較為舒適。在冬季風(fēng)寒舒適指數(shù)以石嘴山南部、平羅西部、賀蘭、銀川等地區(qū)舒適指數(shù)最高。整體來看，寧夏的綜合舒適指數(shù)年內(nèi)變化較大，規(guī)律性較強(qiáng)。受地形影響較大，如六盤山一直為綜合舒適指數(shù)最低的區(qū)域。

五、結(jié)論與對策

寧夏回族自治區(qū)有較為豐富的自然生態(tài)旅游。晝夜溫差大，四季分明，氣候?qū)敉饴糜位顒拥挠绊戄^大。通過旅游氣候舒適度評價發(fā)現(xiàn)，寧夏整體區(qū)域在氣候舒適度上可大致劃分為兩個部分：一是以寧夏平原地區(qū)為主、春秋適宜型氣候?yàn)榇淼?，包括石炭井、惠農(nóng)、石嘴山、平羅、賀蘭、陶樂、銀川、永寧、靈武、青銅峽、吳忠、鹽池、中衛(wèi)、中寧、同心等15個市縣在內(nèi)的寧北地區(qū)。二是以寧夏南部六盤山區(qū)為主、夏適型旅游氣候顯著，包括韋州、麻黃山、興仁、海原、固原、隆德、西吉、涇源、六盤山等9個市縣的寧南地區(qū)。其中，寧南地區(qū)的六盤山海拔較高，以山地為主，地形地勢對氣候舒適度的影響較大，無舒適期。

通過分析地區(qū)之間的差異與緯度、地形和自然氣候的關(guān)系，為寧夏區(qū)域開發(fā)和旅游活動提供幾點(diǎn)對策。

第一，寧南地區(qū)在氣候舒適度上與寧北地區(qū)相比處于劣勢，但該地區(qū)年降雨量遠(yuǎn)大于寧北地區(qū)，且有條件良好的原始森林，在發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)方面具有先天優(yōu)勢，可在此基礎(chǔ)上建立生態(tài)文明教育保護(hù)基地，加強(qiáng)該地區(qū)的環(huán)境保護(hù)意識。

第二，寧北地區(qū)屬于春秋氣候適宜型區(qū)域，但春秋季多風(fēng)沙天氣，對游客出行造成不利影響。可利用互聯(lián)網(wǎng)向游客推送實(shí)時氣候預(yù)報信息。

第三，由于區(qū)域的自然資源和氣候的限制，整個寧夏區(qū)域的旅游發(fā)展要建立在生態(tài)友好型的基礎(chǔ)上。寧南地區(qū)生態(tài)旅游業(yè)的發(fā)展需要一個長期的過程，需結(jié)合區(qū)域自身特點(diǎn)找準(zhǔn)定位。銀北地區(qū)要合理開發(fā)，植樹造林，減少沙塵天氣對戶外旅游的不利影響。

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[責(zé)任編輯 曉 群]