鞏乃斯避暑旅游氣象指數(shù)分析與評(píng)價(jià)

霍 錦

（和靜縣氣象局，新疆 和靜 841300）

鞏乃斯地區(qū)位于新疆和靜縣西北部，距和靜縣城255 km，總面積為2 277 km2，其中草原面積為8.29×104hm2，森林面積為7.9×104hm2，東南與額勒再特烏魯鄉(xiāng)相連，西與伊犁那拉提5A級(jí)旅游景區(qū)接壤，北與尼勒克縣、烏蘇縣、沙灣縣毗鄰。受伊犁河谷暖濕氣流影響，鞏乃斯形成了一個(gè)獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境，尤其是夏季，氣候涼爽宜人，是天然的避暑和旅游勝地。鞏乃斯地處新疆旅游黃金線上，是天山山區(qū)旅游資源富集區(qū)，旅游資源類(lèi)型極為豐富，其等級(jí)、密度位居新疆前列，每年6—9月是旅游的黃金季節(jié)，轄區(qū)內(nèi)主要景區(qū)有鞏乃斯國(guó)家森林公園、阿爾先溫泉、班禪溝、“云梯”、洪加里克瀑布、伊開(kāi)結(jié)楞溝、野豬林等，旅游開(kāi)發(fā)前景十分廣闊。同時(shí)，以“東歸文化”為主旋律的草原文化是鞏乃斯旅游的一個(gè)亮點(diǎn)，也是新疆特色旅游的一個(gè)重要組成部分。2019年3月鞏乃斯景區(qū)被評(píng)為自治區(qū)級(jí)生態(tài)旅游示范區(qū)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多專家、學(xué)者從不同角度對(duì)旅游氣象及夏季避暑旅游等方面做了諸多研究，利用不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)旅游地的氣候資源進(jìn)行了分析和評(píng)價(jià)。吳普等[1]從旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，構(gòu)建了夏季避暑旅游指標(biāo)體系。侯亞紅等[2-4]從氣象角度對(duì)氣候資源及舒適度進(jìn)行了分析，為當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)發(fā)展，游客科學(xué)選擇旅游目的地提供了依據(jù)。向紅瓊等[5]分析和探討了山地高分辨旅游氣象舒適度時(shí)空分布特征。侯亞紅等[6]開(kāi)展了避暑旅游氣候條件和避暑旅游氣象指數(shù)研究。楊舒琳等[7]對(duì)盛夏避暑旅游氣候資源區(qū)劃進(jìn)行了研究。吾米提·居馬太[8]對(duì)新疆16個(gè)主要旅游城市舒適度進(jìn)行了分析。張新慶等[9-10]根據(jù)溫濕度、風(fēng)效等指數(shù)對(duì)旅游舒適度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。這些研究取得了較好的效果，為當(dāng)?shù)貧夂蛸Y源的開(kāi)發(fā)、利用以及旅游業(yè)的發(fā)展提供了科學(xué)參考。但因研究方法和指標(biāo)不同，各地評(píng)價(jià)結(jié)果也存在諸多差異，尤其是高山、草原等旅游氣候舒適度方面的研究相對(duì)較少。新疆自然風(fēng)光獨(dú)特，旅游資源豐富，近年來(lái)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但旅游氣象方面的研究起步較晚，尤其是避暑旅游方面的研究甚少。探索適合新疆天山山區(qū)的避暑旅游評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)，對(duì)促進(jìn)新疆旅游業(yè)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。本文以鞏乃斯創(chuàng)建5A級(jí)旅游景區(qū)為依托，意在從氣象的角度，對(duì)鞏乃斯旅游氣候舒適度指數(shù)進(jìn)行分析和綜合評(píng)價(jià)，找出鞏乃斯避暑旅游氣候資源優(yōu)勢(shì)，為避暑旅游活動(dòng)的合理開(kāi)展，避暑旅游項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)以及鞏乃斯打造“避暑旅游氣候品牌”提供科技支撐。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

選取鞏乃斯自動(dòng)站及和靜國(guó)家站2009—2018年6—8月的逐日平均氣溫、最高氣溫、極端最高氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速等氣象觀測(cè)資料。

1.2 研究方法

1.2.1 人體舒適度指數(shù)簡(jiǎn)介

結(jié)合鞏乃斯地區(qū)的氣候特點(diǎn)，人體舒適度指數(shù)采用雷桂蓮等[11]人體舒適度指數(shù)計(jì)算模型。人體舒適度的等級(jí)劃分參照中國(guó)氣象局規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，采用9級(jí)分類(lèi)法（表1）。

表1 人體舒適度指數(shù)等級(jí)

式中，ICHB為人體舒適度指數(shù)，T為氣溫（℃），RH為相對(duì)濕度（%），V為風(fēng)速（m/s）。

1.2.2 通徑分析法

通徑分析法是回歸分析的延伸，最早由SewallWright[12]于1921年提出來(lái)的，用于分析多個(gè)自變量與因變量之間的相對(duì)重要性的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，可以處理較為復(fù)雜的變量關(guān)系，目前已在諸多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。通徑分析是通過(guò)計(jì)算直接通徑、間接通徑系數(shù)及總通徑系數(shù)確定影響因素的權(quán)重因子，來(lái)表示某一變量對(duì)因變量的直接作用效果、間接作用效果和綜合作用效果[13]。在多元回歸的基礎(chǔ)上建立通徑系數(shù)方程組，求解下列方程組，即可得到各自變量的直接通徑系數(shù)[14]。

式中，n為自變量個(gè)數(shù)，rii=1，rij=rji（i，j≤n），rij是各自變量間的相關(guān)系數(shù)，riY是各自變量與因變量之間的相關(guān)系數(shù)。最后計(jì)算Xi通過(guò)Xj形成的間接通徑系數(shù)rijPi。

1.2.3 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)的一種綜合評(píng)價(jià)方法。1965年，美國(guó)學(xué)者Zaden首先提出了模糊集合的概念[15]，用于對(duì)事物的不確定性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。模糊綜合評(píng)價(jià)法能較好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題，具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。首先，確定模糊評(píng)價(jià)要素的論域?yàn)椋篣=（氣溫t，空氣濕度f(wàn)，風(fēng)速v）；其次，選定評(píng)價(jià)的論域?yàn)椋篈=（很舒適B1，舒適B2，較舒適B3，不舒適B4）。參考其他學(xué)者[16-18]提出的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合鞏乃斯地區(qū)人體感覺(jué)最舒適的氣候條件，以氣溫21℃、相對(duì)濕度70%、風(fēng)速2 m/s為標(biāo)準(zhǔn)，分別建立氣溫、相對(duì)濕度及風(fēng)速的隸屬方程。

式中，t、f、v分別代表氣溫（℃）、相對(duì)濕度（%）、風(fēng)速（m/s），a=0.047 6，b=0.003 8，c=0.563 4。將鞏乃斯夏季各月的氣候要素值分別代入各隸屬函數(shù)方程，即可得出各月平均氣溫、平均相對(duì)濕度和平均風(fēng)速的隸屬函數(shù)值。規(guī)定各氣象要素隸屬函數(shù)值：μ≥0.85，很舒適；0.75≤μ＜0.85，舒適；0.60≤μ＜0.75，較舒適；μ＜0.60，不舒適。建立U到A的評(píng)判矩陣R，R中的每個(gè)元素是U中各因素諸記錄隸屬函數(shù)對(duì)應(yīng)A中各等級(jí)的個(gè)數(shù)在該因素中所占的百分率。如：鞏乃斯2009—2018年6月，氣溫很舒適、舒適、較舒適和不舒適的次數(shù)分別為21、5、2、2，在近10 a氣溫記錄中占比分別為0.700 0、0.166 7、0.066 7、0.066 7，即為R中第1行元素。再對(duì)相對(duì)濕度和風(fēng)速進(jìn)行同樣的計(jì)算，便可得到R中的第2行和第3行元素。以此類(lèi)推，即可得到鞏乃斯7、8月舒適度的單因素評(píng)價(jià)矩陣：

由于人體舒適度受多種因素的影響制約，故采用模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行綜合評(píng)判。用數(shù)學(xué)方式可表達(dá)為U的一個(gè)模糊子集V，并設(shè)3個(gè)要素的權(quán)重分配為[19]∶V=（0.60，0.20，0.20），B=V·R（其中B為綜合評(píng)判結(jié)果），B=（0.526 7，0.226 7，0.160 0，0.086 6）。經(jīng)歸一化處理后得：B=（0.53，0.23，0.16，0.09）。

2 結(jié)果與分析

2.1 避暑氣象要素對(duì)比分析

旅游氣候舒適度與空氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速等氣象因子之間存在很大的相關(guān)性[20]，因此，分析鞏乃斯、和靜夏季氣象要素狀況對(duì)研究鞏乃斯避暑旅游氣候資源優(yōu)勢(shì)具有重要意義。由表2可知，鞏乃斯地區(qū)日平均氣溫為12～15℃，比和靜低10℃；日最高氣溫為20～23℃，其中7月最高，8月次之，6月最低。鞏乃斯夏季極端最高氣溫為33.9℃，35℃以上高溫天氣少有，且極端最高氣溫多數(shù)在30℃以下，僅極少數(shù)超過(guò)30℃；最熱月（7月）日平均氣溫為14.5℃，也比和靜低10℃左右。適宜的氣溫有利于避暑旅游，是夏季躲避高溫酷暑考慮的首要因素。鞏乃斯地區(qū)受伊犁河谷暖濕氣流影響，夏季暖濕氣流攜帶水汽進(jìn)入，相對(duì)濕度增大。夏季日平均相對(duì)濕度在60%～70%，比和靜高出了20%左右，濕度條件對(duì)人體非常適宜。鞏乃斯地區(qū)的大風(fēng)天氣多出現(xiàn)在春季，夏季風(fēng)速不大，6—8月日平均風(fēng)速值接近3.0 m/s，比和靜略高。干燥或者悶濕的氣候條件都會(huì)影響游客的舒適感，適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速對(duì)緩解夏季的悶熱、增加旅游舒適度十分有利。從氣候舒適度指數(shù)來(lái)看，鞏乃斯6—8月氣候舒適度指數(shù)均為-1級(jí)、-2級(jí)，即涼爽、舒適和涼。和靜的夏季人體舒適度指數(shù)為65.1，屬0級(jí)，即舒適。通過(guò)對(duì)比分析可以看出，鞏乃斯地區(qū)屬山地氣候，夏季氣候涼爽、濕度適宜、風(fēng)速不大，且人體體感涼爽、舒適，是夏季避暑旅游的首選地。

表2 2009—2018年鞏乃斯與和靜夏季避暑氣象要素對(duì)比分析

2.2 夏季人體舒適度指數(shù)分析

夏季是避暑旅游的旺季，也是人體對(duì)氣候舒適度的反應(yīng)最為敏感的季節(jié)。對(duì)夏季人體舒適度的變化規(guī)律進(jìn)行分析，利于公眾選擇合適的旅游線路和避暑地。統(tǒng)計(jì)資料顯示，近10 a來(lái)鞏乃斯夏季人體舒適度指數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。6、7、8月、夏季平均的人體舒適度指數(shù)氣候傾向率分別為1.6/10 a、2.8/10 a、0.2/10 a、1.5/10 a，其中7月人體舒適度指數(shù)最高，增長(zhǎng)幅度也最大，且通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。夏季增幅最小，為0.2/10 a，未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)鞏乃斯地區(qū)夏季避暑旅游氣候舒適度等級(jí)日數(shù)（表3）可知，鞏乃斯夏季舒適天數(shù)占67.2%，很舒適天數(shù)占32.8%，即6—8月92 d中，約63 d人體感覺(jué)舒適，約37 d人體感覺(jué)很舒適，不舒適天數(shù)比例僅占33%。從各月舒適度情況來(lái)看，7月是夏季最舒適的月份，舒適天數(shù)為24 d，占75%，其次為8月、6月。

表3 鞏乃斯6—8月避暑旅游氣候舒適度各等級(jí)平均天數(shù)

2.3 人體舒適度指數(shù)影響因子權(quán)重分析

人體舒適度指數(shù)（ICHB）與空氣溫度、相對(duì)濕度及風(fēng)速之間有很好的相關(guān)關(guān)系[13，21]。由于各氣象因子之間也存在相互影響、相互制約的關(guān)系，故采用通徑分析法分析人體舒適度指數(shù)各變量因子之間的關(guān)系，以估算每個(gè)影響因子對(duì)人體舒適度指數(shù)（ICHB）的直接影響以及一個(gè)影響因子通過(guò)另一個(gè)影響因子對(duì)人體舒適度指數(shù)（ICHB）的間接影響，從而確定人體舒適度指數(shù)權(quán)重影響因子。

由表4可知，人體舒適度與空氣溫度呈正相關(guān)，而與相對(duì)濕度和風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)?？諝鉁囟鹊闹苯油◤较禂?shù)最大，為0.867 3，且通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。這說(shuō)明氣溫對(duì)人體舒適度的影響最大，是最主要的影響因子。相對(duì)濕度的直接通徑系數(shù)較小，通過(guò)溫度、風(fēng)速對(duì)人體舒適度指數(shù)的間接通徑系數(shù)也較小，這說(shuō)明濕度通過(guò)溫度、風(fēng)速對(duì)人體舒適度影響也較小。風(fēng)速的直接通徑系數(shù)雖較大，且通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)，但通過(guò)溫度、濕度對(duì)人體舒適度指數(shù)的間接通徑系數(shù)卻較小，這說(shuō)明風(fēng)速對(duì)人體舒適度雖有直接的影響，但通過(guò)溫度、濕度對(duì)人體舒適度影響較小。氣溫是影響鞏乃斯夏季人體舒適度的最主要因子，其次為風(fēng)速、濕度。濕度、風(fēng)速對(duì)人體舒適度都有負(fù)的影響，且影響程度風(fēng)速大于濕度。

表4 人體舒適度指數(shù)ICHB與各影響因子的通徑系數(shù)

3 避暑旅游舒適度綜合評(píng)價(jià)

由圖1可知，通過(guò)模糊綜合評(píng)判方法得出綜合評(píng)判結(jié)果與人體舒適度指數(shù)計(jì)算結(jié)果基本一致，且模糊綜合評(píng)判結(jié)果與舒適度指數(shù)影響因子權(quán)重分析比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣溫取最舒適氣候標(biāo)準(zhǔn)21℃時(shí)，模糊綜合評(píng)判法結(jié)果與氣溫的相關(guān)性高達(dá)0.867 3，直接通徑系數(shù)達(dá)0.747 9。這說(shuō)明在利用模糊綜合評(píng)判方法評(píng)價(jià)鞏乃斯地區(qū)的避暑氣候資源時(shí)，當(dāng)氣溫為21℃、相對(duì)濕度為70%、風(fēng)速為2 m/s時(shí)，是該地最舒適的氣候標(biāo)準(zhǔn)。從模糊綜合評(píng)判結(jié)果來(lái)看，近10 a鞏乃斯地區(qū)6—8月舒適氣候（宜人天氣）指數(shù)（B1+B2+B3，其中：B1為很舒適，B2為舒適，B3較舒適）概率值在0.5～0.8，不舒適指數(shù)B4值在0.4以下，總體來(lái)說(shuō)鞏乃斯氣候舒適狀況良好。6月舒適旅游氣候指數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，7月雖略有下降，但整體指數(shù)較高，8月和夏季（6—8月）相似，但8月指數(shù)在2014年左右出現(xiàn)了低谷值。夏季氣候舒適狀況表現(xiàn)出分布不均的現(xiàn)象，其中7月最高，8月次之，6月最小，這說(shuō)明鞏乃斯地區(qū)為山地地形，海拔高度接近2 000 m，夏季氣溫對(duì)避暑旅游氣候舒適度有顯著影響?？傮w上鞏乃斯山區(qū)夏季氣候舒適度指數(shù)較高，氣候宜人，無(wú)高溫、高濕天氣，且風(fēng)速不大，舒適氣候貫穿于整個(gè)夏季，是適宜的旅游季節(jié)，尤其是舒適度狀況最好的是7—8月，這一時(shí)期是到鞏乃斯山區(qū)旅游的最佳時(shí)間。

圖1 模糊綜合評(píng)判結(jié)果（虛線）和人體舒適度指數(shù)計(jì)算結(jié)果（實(shí)線）比較

4 結(jié)論與討論

（1）近10 a來(lái)，鞏乃斯夏季極端最高氣溫大都在30℃以下，極少超過(guò)35℃，夏季日平均最高氣溫在20～23℃，比和靜低10℃左右，濕度適宜，風(fēng)速較小，且6—8月氣候綜合舒適度指數(shù)較高，是避暑旅游的“黃金”時(shí)期，尤其是7月綜合舒適度指數(shù)最高，且7月當(dāng)?shù)厣交€漫，是避暑旅游的最美、最舒適的月份。夏季游客大部分時(shí)間是在戶外活動(dòng)，鞏乃斯夏季的氣候能充分滿足游客避暑旅游的清涼需求。建議有關(guān)部門(mén)充分挖掘鞏乃斯山區(qū)的旅游資源，抓住夏季氣候舒適宜人的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)鞏乃斯地區(qū)旅游業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

（2）鞏乃斯人體舒適度指數(shù)與氣溫呈顯著正相關(guān)，與相對(duì)濕度、風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，氣溫對(duì)鞏乃斯綜合舒適度指數(shù)的影響最為明顯。但由于區(qū)域自動(dòng)站建站年限有限，利用僅10 a的資料進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)還存在一定的局限性。

（3）鞏乃斯夏季氣候舒適度指數(shù)與模糊綜合評(píng)價(jià)法計(jì)算氣候綜合舒適度指數(shù)基本一致，這說(shuō)明以氣溫21℃、相對(duì)濕度70%、風(fēng)速2 m/s為標(biāo)準(zhǔn)建立的綜合氣候舒適度評(píng)價(jià)模型適合鞏乃斯地區(qū)。由于人體舒適度指數(shù)還與日照、AQI、紫外線強(qiáng)度等因素有關(guān)，本文僅分析氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速等直接相關(guān)的氣象要素，對(duì)綜合評(píng)價(jià)一地的綜合氣候舒適度還有一定的局限性。因此，今后有必要加入日照、AQI、紫外線強(qiáng)度等環(huán)境因子進(jìn)行氣候舒適度綜合評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀。