貴州省避暑旅游氣象適宜性分析

宋 丹，杜正靜，慕建利，夏曉玲，陳靜怡，羅俊才，潘 岑

（1.貴州省氣象服務中心，貴州 貴陽 550002；2.中國氣象局公共氣象服務中心，北京 100081）

貴州屬亞熱帶濕潤季風氣候，冬暖夏涼，氣候宜人，是世界知名山地旅游目的地。近年來，貴州獲得全國首個國家級大數據綜合試驗區(qū)、國家生態(tài)文明試驗區(qū)和內陸開放型經濟試驗區(qū)，旅游業(yè)實現持續(xù)“井噴式”增長，旅游人數從2012年的2.14億人次增長至2018年的9.69億人次。

旅游與氣象息息相關，天氣氣候條件不僅影響旅游的環(huán)境和游客的活動，而且影響游客的體感舒適度。國內外許多學者對此進行了研究，Mieczkowski[1]最早于1985年分別從熱舒適、自然狀況（降雨、風）和美學（日照）等分析氣候條件對旅游的影響，構建了旅游氣候指數（TCI）；杜正靜等[2]從熱舒適性、白天降雨、日照等敏感氣象條件對TCI進行完善，構建了旅游氣候適宜性指數；馬麗君等[3—7]、孟麗霞等[8]分析了中國北京、?？凇⑽靼埠吞m州等城市的氣候舒適度及其與客流量之間的關系；陸林等[9]比較了中國海濱型與山岳型旅游地氣候舒適性對客流變化的影響；陶生才等[10]對敦煌市旅游氣候舒適度進行了分析，總結出5和9月最適宜旅游。這些研究成果為開展避暑旅游氣象適宜性方法研究提供了參考和借鑒。

避暑型氣候是指夏季溫涼舒適，人們無需借助任何避暑措施，就能保證生理過程的正常進行，感覺剛好適宜無需調節(jié)的氣候條件。陳慧等[11]基于通用熱氣候指數模型計算各地人體感知溫度，結合聚類分析研究了避暑型氣候的地域類型。吳普等[12]從產業(yè)發(fā)展的角度，引入旅游休閑度、游客滿意度和綜合風險度等指標，建立了避暑旅游評價指標體系。孫銀川等[13]分析了氣溫、相對濕度和風速對六盤山區(qū)夏季避暑旅游氣候舒適度的效應。張文強等[14]對山西省人體舒適度與坡度、坡向、高程、地形起伏度和相對道路距離分別進行單因子分析以及避暑旅游適宜性分析。侯亞紅等[15]對遼寧主要避暑旅游景區(qū)的日均氣溫、最高氣溫、降水量、日照時數和相對濕度進行了氣候分析，并以此建立了避暑氣象指數。地市級區(qū)域的避暑旅游氣象研究也有所突破[16-17]。李菁等[18]從氣候學上建立了避暑旅游適宜度評價模型并分析了全國分布特征。

以上成果主要從氣候角度對避暑旅游資源進行了研究和分析，但是，由于中國氣候資源豐富，天氣差異顯著，利用日益精密的氣象觀測數據針對天氣對避暑旅游的適宜性影響分析較欠缺。貴州以“避暑旅游”為品牌，屬于“西南高原型”避暑氣候[11]，省會城市貴陽被評為“中國避暑之都”，六盤水和安順兩市也獲得“最佳避暑旅游城市”稱號，避暑已成為夏季出游的主要動機和需求。為契合“旅游+氣象”的發(fā)展戰(zhàn)略，切實為旅游提供更優(yōu)質的氣象服務，本文擬從天氣學角度出發(fā)，構建避暑旅游氣象適宜度指標（定義為單日內氣象條件對避暑旅游的影響程度），并分析貴州避暑旅游資源。

1 資料說明

選取2008—2017年6—8月貴州縣級以上城市（84個氣象站）逐日最高（低）氣溫、日最大風速、08—20時降水量、天氣現象，以及定時氣溫、相對濕度和10 min平均風速（定時資料包含4個時次：11、14、17、20時）等地面氣象觀測資料（貴州省氣象檔案館提供）。所有資料時間采用北京時，“天氣現象”提取“雷暴”因子。

2 避暑旅游氣象適宜度指標建立

根據貴州天氣與氣候特點，以避暑旅游氣候適宜度評價方法[18]為建模思路，排除非氣象因素，以體感溫度確定的避暑旅游氣象舒適度為正貢獻指標，修正完善具有負貢獻的災害性天氣指標。選取貴州夏季對旅游有影響的災害性天氣，并依據各自影響程度修改權重參數，為使避暑旅游氣象適宜度階梯性更顯著，調整等級劃分標準（表1），最終建立貴州避暑旅游氣象適宜度評價模型，修正后的計算公式為：

表1 避暑旅游氣象適宜度（L）等級劃分表

式中，L表示避暑旅游氣象適宜度（無量綱），B表示均一化后的避暑旅游氣象舒適度，M表示高影響天氣對避暑旅游的影響度。避暑旅游氣象適宜度指標由避暑旅游氣象舒適度和高影響天氣對避暑旅游的影響度決定。

2.1 避暑旅游氣象舒適度

避暑旅游氣象舒適度表示旅游時段內不同體感溫度等級對人體產生的綜合影響，是由旅游時段內時刻氣溫、相對濕度和風速引起的體感溫度的高低來衡量的。選取常規(guī)旅游時段（白天到傍晚）定時觀測資料，首先計算各時刻的體感溫度，公式[18]為：

式中，Ts表示體感溫度（℃），Tmax表示日最高氣溫（℃），Tmin表示日最低氣溫（℃），T表示時刻氣溫（℃），RH表示時刻相對濕度（%），V表示時刻風速（m/s）。

其次，由各時刻的體感溫度計算旅游時段內避暑旅游氣象舒適度，公式[18]為：

式中，B表示均一化后的避暑旅游氣象舒適度（無量綱）；BO表示均一化前避暑旅游氣象舒適度，BO=，BO最大值為0.6；CB表示常數，取BO的最大值；ri表示旅游時段內不同體感溫度等級i發(fā)生的頻率；Ri表示不同體感溫度等級i的影響權重，1級為60%，2級為30%，3級為10%，4級為0；i表示體感溫度等級（表2）；Di表示旅游時段內不同體感溫度等級i發(fā)生的時刻次數；N表示旅游時段內參與統(tǒng)計的總時刻次數。

表2 體感溫度分級標準

2.2 高影響天氣對避暑旅游的影響度

2.2.1 高影響天氣對避暑旅游綜合影響評價

強降水、高溫、大風等天氣的強度、發(fā)生頻次是夏季避暑旅游的影響指標[18]，針對貴州夏季山岳型旅游的特點，本文增加雷暴影響因子，建模思路參照災害性天氣對避暑旅游氣候適宜度影響評估模型[18]的原理，區(qū)別在于氣候統(tǒng)計上災害性天氣存在頻率，而在短期日評估上存在概率。因此，在量化各影響天氣指標時，對出現的概率和相應的等級權重采用乘積算法，最終確定夏季高影響天氣對貴州避暑旅游氣象適宜度影響的指標模型，公式如下：

式中，M表示高影響天氣對避暑旅游綜合影響指標（無量綱）；j表示4種高影響天氣，1為強降水天氣，2為高溫天氣，3為大風天氣，4為雷暴天氣；Mj表示均一化后各高影響天氣j的影響指標；Rj表示各高影響天氣j指標權重。

Rj權重比例參照文獻[18]，因增加雷暴因子，考慮高溫和大風對貴州夏季避暑旅游的影響比強降水弱，強降水權重不變，為45%，分別將高溫和大風的權重降低5%后為30%、15%。貴州雷暴（閃電）頻次夜間高于白天，晝夜閃比達到0.7[19]，多為非旅游時段，因此雷暴權重最低定為10%。

2.2.2 強降水天氣對避暑旅游影響指標

應用逐日白天降雨量（08—20時）資料，計算強降水影響指標，公式為：

式中，M1表示強降水天氣對避暑旅游影響指標；，MO1表示強降水天氣出現概率；1i表示降水強度等級，分為3個等級，1級、2級、3級分別為大雨、暴雨、大暴雨及以上量級的降水；R1i表示各降水強度等級1i影響權重。

降水強度等級區(qū)別于文獻[18]中的分級（暴雨、大暴雨和特大暴雨），是考慮大雨對旅游活動也有一定的影響，而大暴雨和特大暴雨對旅游活動的影響均很大。另外，考慮相鄰降雨等級之間對旅游的影響差異較為顯著，因此將1級、2級、3級權重分別定為10%、30%、60%。

2.2.3 高溫天氣對避暑旅游影響指標

應用逐日白天最高氣溫資料，計算高溫影響指標，公式為：

式中，M2表示高溫天氣對避暑旅游影響指標；MO2表示高溫天氣出現概率；2i表示高溫等級，分為3級，依據貴州高溫天氣主要出現在東部且多在40℃以下的特點，將1級、2級、3級高溫區(qū)間分別定為[35℃，37℃）、[37℃，39℃）、[39℃，+∞）；R2i表示各高溫等級2i影響權重，1級、2級、3級的高溫影響權重參考文獻[18]，分別為10%、30%、60%。

2.2.4 大風天氣對避暑旅游影響指標

應用逐日白天最大風速資料，計算大風影響指標，公式為：

式中，M3表示大風天氣對避暑旅游影響指標；MO3表示大風天氣出現概率；3i表示大風等級，1級、2級、3級風速區(qū)間分別為5～6級、7～8級、9級及以上；R3i表示各大風等級3i影響權重，1級、2級、3級大風影響權重分別為10%、40%、50%。大風分級和權重參考文獻[18]。

2.2.5 雷暴天氣對避暑旅游影響指標

雷暴影響指標同其它高影響天氣的指標方法，應用逐日白天雷暴觀測資料（有或無），計算雷暴影響指標，公式為：

式中，M4表示雷暴天氣對避暑旅游影響指標；MO4表示雷暴天氣出現概率，；R4i表示雷暴影響權重。由于雷暴等級無法量化，屬于短時強對流天氣，持續(xù)時間不會太長，因而對旅游影響時間較短，故一般地區(qū)雷暴影響權重定義為10%，而針對梵凈山、雷公山等以登山為主要特色項目的景區(qū)所在地出現雷擊事故概率要高一些，該地區(qū)雷暴影響權重為20%。

3 貴州主要城市避暑旅游氣象適宜性分析

貴州共有6個省轄市（貴陽、遵義、六盤水、安順、畢節(jié)、銅仁）和3個自治州（州府所在地：凱里、都勻、興義）。

3.1 貴州9個地州市夏季逐月避暑旅游氣象適宜性分析

對貴州9個地州市2008—2017年夏季逐月平均避暑旅游氣象適宜性進行分析，避暑旅游氣象適宜度（L）見表3。6月貴州一般處于雨水集中期，氣溫相對7、8月偏低，除銅仁屬于適宜避暑旅游外，其余8個地州市L值均超過30，屬于非常適宜避暑旅游。7—8月盛夏時期銅仁L值在17左右，屬于較適宜避暑旅游，凱里的L值在20～30，屬于適宜避暑旅游，其余地州市均屬于非常適宜避暑旅游（除遵義7月屬于適宜避暑旅游）。L值越高表示避暑旅游氣象條件越好，安順最佳，其次分別是六盤水、興義、貴陽、畢節(jié)和都勻?？梢娰F州9個地州市除東部的銅仁和凱里避暑旅游氣象條件相對略差外，其余城市避暑旅游氣象條件非常好。

表3 貴州9個地州市2008—2017年夏季逐月平均避暑旅游氣象適宜度（L）

3.2 貴州9個地州市夏季逐旬避暑旅游氣象適宜性分析

因避暑旅游氣象適宜度的月平均值平滑掉了高、低值，通過分析夏季逐旬平均值（表4）可知，貴陽、六盤水、安順、畢節(jié)、都勻和興義夏季各旬的避暑旅游氣象適宜度均超過30，屬于“非常適宜”；遵義7月中、下旬和8月上旬屬于“適宜”，其它旬為“非常適宜”；銅仁僅6月上旬屬于“非常適宜”，7月中、下旬和8月上旬為“較適宜”，其它旬為“適宜”；凱里7月中、下旬和8月上旬為“較適宜”，6月下旬和7月上旬為“適宜”，其它旬為“非常適宜”。各地避暑旅游氣象適宜度的時間分布特征與當地氣溫的氣候變化特征較為一致。

表4 貴州9個地州市2008—2017年夏季逐旬平均避暑旅游氣象適宜度

3.3 典型城市夏季月平均避暑旅游氣象適宜度變化

選取2個典型城市來分析2008—2017年夏季各月平均避暑旅游氣象適宜度的變化趨勢。從表3看出，銅仁市6—8月的避暑旅游適宜度均低于30，屬于“適宜”和“較適宜”等級，均未達到“非常適宜”等級，夏季平均適宜度值達到20.4，在9個城市中排名最低；貴陽市6—8月的避暑旅游適宜度均超過30，屬“非常適宜”等級，夏季平均適宜度值達到48.5，在9個城市中位列第3，且它是貴州省會城市，因此選取貴陽和銅仁作為典型城市。從圖1可看出，近10 a貴陽市夏季各月平均避暑旅游氣象適宜度在37.6～57.0，表明整個夏季是非常適宜避暑旅游，最低值出現在2016年8月，最高值出現在2012年7月，各月逐年表現出振蕩變化趨勢，數值差異不顯著，7月與8月年際變化趨勢較為相似；6月氣溫一般低于7、8月，但因降雨頻繁，也可造成適宜度降低。銅仁市平均避暑旅游氣象適宜度在10.6～37.8，最低出現在2013年8月，最高出現在2010年6月，從較適宜旅游到非常適宜旅游之間變化；不同于貴陽的是銅仁市6月適宜度明顯高于7、8月，原因是盛夏期間（7—8月）受西太平洋副熱帶高壓控制和低海拔因素影響，統(tǒng)計1981—2010年歷史數據，7、8月平均日最高氣溫分別比6月高3.1、3℃，高溫日數比6月分別多10.2、9.6 d，因此銅仁市6月較7、8月更適宜避暑旅游；銅仁市7、8月適宜度差異不明顯，年際變化趨勢也較為一致。

3.4 銅仁市避暑旅游氣象適宜度分析

從月平均和旬平均的避暑旅游氣象適宜度來看，銅仁均沒有出現低于10即不適宜避暑旅游的情況，原因在于月、旬平均值會過濾掉極大值和極小值。從近10 a銅仁市逐日避暑旅游氣象適宜度散點圖（圖2a，共920 d）可知，銅仁適宜度在-17～100，多集中在10～20，從等級分布特征來看，3級“較適宜”占比最大，為72%；其次是1級“非常適宜”和4級“不適宜”，占比均為12%；2級“適宜”占比最小，為4%。其中在4級“不適宜”的111 d中（即避暑旅游氣象適宜度低于10），日最高氣溫超過35℃的占比接近92%，日最高氣溫不足35℃時，白天降水量均超過大雨以上量級。因此，日最高氣溫和白天的降水量對貴州避暑旅游氣象適宜度指標貢獻較大。銅仁市單日避暑旅游氣象適宜度的變化說明該評價指標是可應用的。

圖2 2008—2017年銅仁逐日避暑旅游氣象適宜度散點（a）和等級分布（b）

4 貴州避暑旅游氣象適宜度空間分布特征

4.1 夏季各月平均避暑旅游氣象適宜度空間分布

貴州夏季各月平均避暑旅游氣象適宜度空間分布見圖3。6月全省大部地區(qū)的適宜度均超過30，屬于“非常適宜”等級，僅南部邊緣和東部部分地區(qū)在10～30，多屬于“適宜”等級。7月“非常適宜”等級范圍明顯縮小，主要分布在中西部地區(qū)?！拜^適宜”等級范圍明顯擴大，主要分布在南部邊緣和東部地區(qū)，位于貴州的低海拔地區(qū)，因萬山和三穗位于東部邊緣，其海拔高度明顯高于周邊地區(qū)，氣溫低于周邊，所以其適宜度較周邊高1個等級。“適宜”范圍向北部延伸，東部覆蓋面擴大，習水同樣因為相對高度的關系適宜度比周邊高，為“非常適宜”，而其西側的低海拔赤水河谷則為“較適宜”。8月“適宜”和“較適宜”范圍比7月小，“非常適宜”范圍比7月大?！拜^適宜”等級主要在貴州東北部、南部邊緣區(qū)域以及錦屏和赤水兩個縣城。6、7、8月達到“非常適宜”等級的縣站數占84縣總數的百分率分別為80.95%、47.62%、55.95%。

圖3 2008—2017年貴州夏季各月平均避暑旅游氣象適宜度地區(qū)分布

4.2 夏季關鍵旬平均避暑旅游氣象適宜度空間分布

貴州夏季7月中旬、7月下旬和8月上旬適宜度的空間分布特征差異不大，與7月的分布較為相似，貴州東部、南部邊緣和赤水河谷仍是低值區(qū)，相對中西部來說并非是避暑旅游最佳地。值得關注的是位于貴州東南部的黔東南與黔南兩州交界的都勻、獨山、麻江和丹寨為高值中心，這與苗嶺山脈地形有關，說明山岳型地區(qū)非常適宜避暑旅游。3旬唯一的差異是遵義市的播州區(qū)與桐梓的適宜度在7月中旬屬于“非常適宜”，而7月下旬和8月上旬屬于“適宜”，貴州其余地區(qū)適宜度等級在該3旬中基本無變化。7月中旬、7月下旬和8月上旬達到“非常適宜”等級的縣總數占84縣總數的百分率分別為47.62%、45.24%和45.24%。

通過夏季各月和關鍵旬的空間分布特征可以看出，貴州整體上是非常適合夏季避暑旅游的。在夏季不同月份和盛夏關鍵旬，最佳旅游目的地略有變化，貴州北部、東部和南部地區(qū)避暑旅游氣象適宜性低于中西部地區(qū)。貴州地處云貴高原東側，地形地貌復雜，境內地勢西高東低，自中部向北、東、南三面傾斜，具有海拔落差大和局地相對高度高的特點，盛夏時節(jié)貴州多受西太平洋副熱帶高壓系統(tǒng)影響，在其西伸加強的過程中，東部影響時間和強度尤甚。因此，相對貴州中西部，北部、東部和南部地區(qū)氣溫高，高溫日數多，避暑旅游氣象適宜性就略低一些。

5 結論與討論

本文參照避暑旅游氣候適宜度評價方法，建立了貴州避暑旅游氣象適宜度評價指標，并對貴州避暑旅游氣象適宜性進行了分析。得出以下結論：

（1）充分考慮避暑旅游行為發(fā)生在夏季白天的特性，選擇11、14、17、20時，計算各時刻體感溫度等級，確定具有正貢獻的避暑旅游氣象舒適度影響指標。修正完善具有負貢獻的災害性天氣指標，對貴州夏季避暑旅游有影響的天氣包括強降雨、高溫、大風和雷暴，依據各自影響程度修改權重參數，對避暑旅游氣象適宜度等級劃分標準進行適當調整，最終建立貴州避暑旅游氣象適宜度評價指標。

（2）通過對貴州84個縣級市和典型城市的避暑旅游適宜性進行分析，結果表明貴州整體上是非常適合夏季避暑旅游的，在夏季不同月份和盛夏關鍵旬，最佳旅游目的地略有變化。貴州中西部地區(qū)最適宜避暑旅游，且整個夏季均非常適宜；7月中旬、下旬和8月上旬貴州北部、東部和南部的低海拔地區(qū)避暑旅游氣象適宜度相對略低，但地處武陵山脈和苗嶺山脈的都勻、獨山、麻江和丹寨等地適宜開展山岳型避暑旅游。銅仁市避暑旅游氣象適宜度范圍在-17～100，是貴州避暑旅游氣象條件相對遜色的城市。因此，該評價指標能較好的表征氣象條件對貴州避暑旅游行為的影響。

日最高氣溫和白天的降水量對貴州避暑旅游氣象適宜度指標的貢獻較大。無論避暑旅游氣象適宜度較高還是較低的地區(qū)，并不代表它每天必定屬于適宜避暑旅游或不適宜避暑旅游，需根據當天實際天氣要素的變化來確定。日常業(yè)務應用時可采用歐洲中心高分辨率數值預報模式產品，或中國氣象局公共氣象服務中心氣象服務精細化多模式集成預報產品，或省級精細化格點預報產品，時間精度可選逐3 h或1 h計算避暑旅游氣象舒適度，高影響天氣對旅游的綜合影響指標可采用主觀與客觀預報方式結合，最終確定未來避暑旅游氣象適宜度預估評價值，該指標的建立對于公眾享受避暑出游有重要意義。