新疆巴州旅游氣候舒適度時(shí)空特征分析與評(píng)價(jià)

溫 春，周雪英*，仇會(huì)民，顧軍明，吳美歡

（1.巴音郭楞蒙古自治州氣象局，新疆 庫(kù)爾勒 841000；2.和碩縣氣象局，新疆 和碩 841200）

隨著旅游業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)旅游氣象專業(yè)服務(wù)的要求也隨之提高，針對(duì)某一地區(qū)的旅游氣候資源評(píng)價(jià)、旅游氣象指數(shù)預(yù)報(bào)等研究越發(fā)重要[1-2]。國(guó)外在旅游氣候方面研究起步較早，1966年Tejung[3]就提出了舒適度指數(shù)（Comfort Index）和風(fēng)效指數(shù)（Wind Effect Index）的概念，Hibbs JR[4]提出“旅游氣候”概念。國(guó)內(nèi)學(xué)者在旅游氣候資源評(píng)價(jià)等方面也做了大量研究[5-18]，一定程度上推動(dòng)了旅游業(yè)的快速發(fā)展。近年來(lái)有學(xué)者對(duì)新疆的旅游氣候資源做了一些研究[17-22]，但大多研究都是基于整個(gè)新疆。巴州旅游資源獨(dú)具特色，旅游資源種類(lèi)多樣，擁有浩瀚沙漠、蒼茫戈壁、蔥郁綠洲、廣袤草原、逶迤雪山、湛藍(lán)湖泊、絲路古道、民族風(fēng)情、歷史文化等各類(lèi)旅游資源。巴州地域遼闊，地形復(fù)雜，焉耆盆地的北部四縣（和靜、和碩、焉耆、博湖）與塔里木盆地南部五縣（市）（庫(kù)爾勒、尉犁、輪臺(tái)、若羌、且末）之間的氣候有較大差異，高山地區(qū)春秋相連，終年無(wú)夏，平原地區(qū)則四季分明，這使得巴州的旅游氣候在其南、北部有著很大的差異，針對(duì)巴州旅游氣候舒適度的評(píng)價(jià)以及時(shí)空分布特征研究相當(dāng)薄弱，因此對(duì)巴州旅游氣候舒適度進(jìn)行分析評(píng)價(jià)很有必要。

利用巴州12個(gè)代表站點(diǎn)1990—2019年的氣候資料，采用溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)以及綜合舒適度指數(shù)，對(duì)巴州旅游氣候舒適度進(jìn)行分析，同時(shí)劃分了旅游舒適期，對(duì)巴州的旅游發(fā)展、游客出游時(shí)間計(jì)劃等具有參考價(jià)值。

1 旅游資源概況

巴州總面積47.15萬(wàn)km2，占新疆總面積的四分之一，是中國(guó)面積最大的地級(jí)行政區(qū)，下轄八縣一市。根據(jù)地理環(huán)境分為北部天山山區(qū)、焉耆盆地、庫(kù)尉輪、且若平原和阿爾金山、昆侖山5個(gè)區(qū)域。巴州地形及氣象站點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。巴州南北跨度大，旅游資源多樣且獨(dú)具特色，境內(nèi)有沙漠、草原、森林、高山、湖泊等自然景觀以及樓蘭文化、東歸文化、馬蘭文化等人文景觀。目前有國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)2家、4A級(jí)旅游景區(qū)8家、3A級(jí)旅游景區(qū)12家，有水草豐茂的巴音布魯克草原、落日壯美的“九曲十八彎”、一線穿越四季的獨(dú)庫(kù)公路、最大的內(nèi)陸淡水湖博斯騰湖、古樸神秘的羅布人村寨、胡楊與沙漠共美的塔里木胡楊林，還有鞏乃斯林場(chǎng)、塔克拉瑪干沙漠、金沙灘、羅布泊、鐵門(mén)關(guān)等旅游勝地。

圖1 巴州地形及氣象站點(diǎn)分布

2 資料和方法介紹

2.1 資料

為了能對(duì)巴州的氣候做較為全面綜合的分析，本文選取庫(kù)爾勒、尉犁、輪臺(tái)、和靜、和碩、焉耆、博湖、若羌、且末、巴音布魯克、巴倫臺(tái)、塔中12個(gè)國(guó)家氣象觀測(cè)站1990—2019年的常規(guī)氣象要素觀測(cè)資料。

2.2 研究方法

旅游氣候舒適度是指人們?cè)谡Ｇ闆r下開(kāi)展活動(dòng)，而不受外界因素影響的氣候條件，本文采用溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)3個(gè)指標(biāo)[2，17]對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.2.1溫濕指數(shù)

溫濕指數(shù)（THI）是由俄國(guó)學(xué)者提出來(lái)的，最初稱為有效溫度，計(jì)算公式如下：

其中Td為華氏溫度。溫濕指數(shù)是通過(guò)溫度和濕度的綜合，反映人體與周?chē)h(huán)境的熱量交換。將華氏溫度換算為攝氏溫度，其計(jì)算公式如下：

其中，THI為溫濕指數(shù)，t是攝氏溫度（℃），f為相對(duì)濕度（%）。

2.2.2風(fēng)效指數(shù)

風(fēng)效指數(shù)（K）既考慮了體表散熱也考慮了太陽(yáng)輻射后人體的增熱，它是反映體表與周?chē)h(huán)境之間的熱交換，即體表單位面積的熱交換率（正值為吸熱，負(fù)值為散熱）。計(jì)算公式如下：

其中，K為風(fēng)效指數(shù)，t是攝氏溫度（℃），v為風(fēng)速（m/s），s是日照時(shí)數(shù)（h/d）。將溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)與多數(shù)人體感覺(jué)程度相比較，形成不同的分類(lèi)等級(jí)（表1）。

表1 溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)級(jí)別及賦值

2.2.3著衣指數(shù)

著衣指數(shù)（ICL）是指人們通過(guò)穿著不同的衣服來(lái)改變對(duì)氣候的不舒適性，計(jì)算公式如下：

其中，ICL為著衣指數(shù)，H代表人體代謝率的75%，本文取輕活動(dòng)量下的代謝率H=87 W/m2；a表示人體對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收情況，本文取0.06；R表示垂直陽(yáng)光的單位面積土地所接收的太陽(yáng)輻射，單位是W/m2，為方便計(jì)算，取人造衛(wèi)星測(cè)得的數(shù)值，R為1 366 W/m2；α是太陽(yáng)高度角，隨緯度發(fā)生變化，設(shè)某地的緯度為β，則夏季α=90-β+23°26'，冬季α=90-β-23°26'，春秋季α=90-β[23]。著衣指數(shù)級(jí)別及賦值如表2。

表2 著衣指數(shù)級(jí)別及賦值

2.2.4旅游氣候舒適性評(píng)價(jià)模型

根據(jù)馬麗君等[16]的方法，將溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)和著衣指數(shù)加以綜合，構(gòu)建適合本地的旅游氣候舒適性評(píng)價(jià)模型，其計(jì)算公式為：

其中，CCI代表綜合舒適指數(shù)，XTHI、XK和XICL分別代表溫濕指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)和著衣指數(shù)，0.6、0.3、0.1為各指數(shù)的加權(quán)系數(shù)。旅游氣候舒適度綜合判斷指標(biāo)如表3。

表3 旅游氣候舒適度綜合判斷指標(biāo)

3 結(jié)果分析

3.1 溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)

將計(jì)算得到的巴州各地溫濕指數(shù)（THI）、風(fēng)效指數(shù)（K）和著衣指數(shù)（ICL）的值對(duì)應(yīng)的級(jí)別綜合在一起（如THI值對(duì)應(yīng)為e級(jí)，K值對(duì)應(yīng)為c級(jí)，ICL值對(duì)應(yīng)為d級(jí)，則綜合記為ecd），得到表4。根據(jù)表1、表2中THI、K、ICL對(duì)應(yīng)的感覺(jué)程度確定氣候舒適程度。

表4 巴州各地溫濕指數(shù)（THI）、風(fēng)效指數(shù)（K）及著衣指數(shù)（ICL）

根據(jù)溫濕指數(shù)分析，位于天山山區(qū)的巴音布魯克由于海拔較高，各月溫度相對(duì)較低，這使得各月溫濕指數(shù)也較低，一年里以冷為主，不舒適、不適宜旅游的時(shí)間較長(zhǎng)，6—8月為氣溫舒適期，適宜旅游，尤其在炎熱的夏天，天山山區(qū)是不錯(cuò)的避暑選擇；而巴倫臺(tái)由于海拔較低，氣溫舒適期較長(zhǎng)，5—9月都適宜旅游。焉耆盆地海拔較低，氣候較濕潤(rùn)，溫度相比庫(kù)尉輪和且若平原要低，適宜旅游的時(shí)間比較長(zhǎng)，從4月一直到9月；庫(kù)尉輪和且若平原地區(qū)，適宜旅游的時(shí)間是4—5月和9—10月。

根據(jù)風(fēng)效指數(shù)分析，巴音布魯克山區(qū)6—9月的風(fēng)體感舒適，其他月份為冷風(fēng)或涼風(fēng)，不適宜旅游，巴倫臺(tái)山區(qū)4—10月的風(fēng)體感舒適，適宜旅游的時(shí)間較長(zhǎng)。庫(kù)尉輪、焉耆盆地、且若平原各地的風(fēng)3—10月體感為舒適或暖熱，其中6—8月為暖熱風(fēng)，而4—5月和9—10月體感舒適，最適宜旅游，冬季體感較冷。

根據(jù)著衣指數(shù)分析，除天山山區(qū)，巴州各地舒適時(shí)間是5—9月，不舒適時(shí)間是1—2月和11—12月，不舒適時(shí)間基本都在冬季，一年四季穿衣指數(shù)跨度大。天山山區(qū)的巴音布魯克一年均在e、d、c級(jí)，多數(shù)時(shí)間為秋冬服裝，僅6—9月較舒適；而巴倫臺(tái)舒適時(shí)間是6—8月，不舒適時(shí)間是1—3月和11—12月。庫(kù)尉輪、焉耆盆地、且若平原舒適時(shí)間是5—9月，不舒適時(shí)間是1—2月和11—12月，一年中穿衣指數(shù)等級(jí)從e級(jí)到C級(jí)橫跨七級(jí)，夏季穿衣指數(shù)在B、C級(jí)，秋季從A級(jí)逐漸降到d級(jí)，春季從d級(jí)逐漸升到A級(jí)，而冬季在e、d級(jí)。

3.2 巴州各地旅游舒適期分析

根據(jù)公式（5），將計(jì)算得到的各地月綜合舒適指數(shù)進(jìn)行劃分，結(jié)果如表5。庫(kù)尉輪、焉耆盆地最適宜旅游的月份是4—5月和9月，較適宜旅游的月份是3、6、7、8和10月，不適宜旅游的月份是冬季的1—2月和12月。天山山區(qū)中高海拔地區(qū)最適宜旅游的月份是6—8月，較適宜旅游的月份是5和9月，不適宜旅游的月份是1—3月和11—12月，不適宜旅游的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月；而低海拔地區(qū)最適宜旅游的月份是5—9月，較適宜旅游的月份是4和10月，不適宜旅游的月份是1—2月和12月，適宜旅游的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月。且若平原除塔中地區(qū)外最適宜旅游的月份是4—5月和9月，較適宜旅游的月份是3、6、7、8、10月，不適宜旅游的月份是冬季的1—2月和12月。

表5 巴州旅游氣候舒適期分布

3.3 旅游氣候舒度時(shí)空變化及適宜旅游期劃分

選取庫(kù)爾勒、巴音布魯克、巴倫臺(tái)、焉耆、若羌作為巴州山區(qū)、盆地、平原的代表站點(diǎn)（其中巴音布魯克、巴倫臺(tái)代表天山山區(qū)，焉耆代表盆地，庫(kù)爾勒、若羌代表平原）。在6—8月巴音布魯克月綜合舒適度指數(shù)較高，其它月份均較低；同樣屬于山區(qū)的巴倫臺(tái)，由于海拔較低，4—10月的月綜合舒適度指數(shù)都比較高。而位于平原的庫(kù)爾勒、若羌、焉耆僅在4—5月、9—10月月綜合舒適度指數(shù)相對(duì)較高，但6—8月焉耆月綜合舒適度指數(shù)僅次于巴倫臺(tái)和巴音布魯克，明顯高于庫(kù)爾勒、若羌，說(shuō)明雖然同在平原地區(qū)，但夏季的6—8月更適合去焉耆盆地旅游。從月綜合舒適度指數(shù)的全年分布來(lái)看，巴音布魯克舒適度指數(shù)較高的季節(jié)為夏季，巴倫臺(tái)、焉耆為春夏秋三季，而庫(kù)爾勒、若羌為春秋兩季；巴音布魯克、巴倫臺(tái)月綜合舒適度指數(shù)呈單峰型，但巴倫臺(tái)為平緩的單峰型，庫(kù)爾勒、若羌、焉耆呈雙峰型，但庫(kù)爾勒、若羌起伏程度大于焉耆（圖2）。

圖2 氣候舒適度逐月變化特征

以3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—次年2月為冬季，計(jì)算得到春夏秋冬四季各地綜合舒適度指數(shù)（圖3）。其中，橫坐標(biāo)從左到右的順序代表地理位置由北到南，由高緯到低緯，地理位置從天山山區(qū)—焉耆盆地—環(huán)塔克拉瑪干沙漠綠洲，縱坐標(biāo)為各地氣候舒適度季節(jié)指數(shù)值?？梢钥闯?，夏季隨著緯度的降低，氣候舒適度指數(shù)呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明氣候舒適度由北向南逐漸降低，巴州北部天山山區(qū)旅游氣候優(yōu)于平原北部，平原北部?jī)?yōu)于平原南部；冬季各地指數(shù)普遍較低，隨著緯度的降低，氣候舒適指數(shù)呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明氣候舒適度南高北低，但整個(gè)冬季巴州范圍內(nèi)都不適合開(kāi)展旅游活動(dòng)；春季和秋季，隨著緯度的降低，氣候舒適指數(shù)呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明氣候舒適度南高北低，巴州平原南部旅游氣候優(yōu)于平原北部，平原北部?jī)?yōu)于北部天山山區(qū)。

圖3 各地季節(jié)綜合舒適指數(shù)變化

4 結(jié)論與討論

利用巴州12個(gè)國(guó)家氣象站點(diǎn)1990—2019年間的月平均氣溫、月平均相對(duì)濕度、月平均風(fēng)速等氣候要素?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算得到溫濕指數(shù)（THI）、風(fēng)效指數(shù)（K）、著衣指數(shù)（ICL）和綜合舒適度指數(shù)（CCI），進(jìn)而對(duì)其空間分布規(guī)律及各月份氣候的舒適性進(jìn)行了分析，同時(shí)揭示了巴州年均氣候舒適期的空間分布及其季節(jié)性差異，得出以下結(jié)論：

（1）巴州從北到南氣候差異明顯。庫(kù)尉輪、焉耆盆地旅游區(qū)舒適期在4—5月和9月，天山山區(qū)中高海拔旅游區(qū)舒適期在6—8月，而低海拔旅游區(qū)舒適期在5—9月，且若平原旅游區(qū)除了地處塔克拉瑪干沙漠腹地的塔中外舒適期在4—5和9月，不舒適期以天山山區(qū)高海拔旅游區(qū)最長(zhǎng)為5個(gè)月，其它各地均為3個(gè)月。

（2）巴州旅游舒適期都在4—10月，旅游舒適期多分布在春、夏、秋三季，巴音布魯克舒適度指數(shù)較高的季節(jié)為夏季，巴倫臺(tái)為春夏秋三季，而庫(kù)爾勒、若羌、焉耆為春秋兩季；巴音布魯克、巴倫臺(tái)月綜合舒適度指數(shù)呈單峰型，庫(kù)爾勒、若羌、焉耆呈雙峰型，但夏季焉耆氣候舒適度明高于庫(kù)爾勒、若羌，更適宜旅游，適宜旅游的舒適期更長(zhǎng)。

（3）通過(guò)對(duì)巴州各地季節(jié)綜合舒適指數(shù)的分析可以發(fā)現(xiàn)，南北緯度差異、地理位置以及海拔高度的不同是影響巴州各地氣候舒適度差異的主要因素。依據(jù)季節(jié)綜合舒適指數(shù)指標(biāo)，春季和秋季各地區(qū)旅游舒適度排序依次為且若平原＞庫(kù)尉輪、焉耆盆地＞天山山區(qū)；夏季天山山區(qū)＞焉耆盆地＞庫(kù)尉輪＞且若平原；冬季隨著緯度的降低，氣候舒適指數(shù)呈上升趨勢(shì)，但整個(gè)冬季巴州范圍內(nèi)都不適合開(kāi)展旅游活動(dòng)。巴州各地可根據(jù)本地旅游氣候特點(diǎn)進(jìn)行旅游資源開(kāi)發(fā)，如冬季巴州各地都不適合開(kāi)展旅游活動(dòng)，但巴音布魯克和焉耆盆地等緯度較高地區(qū)可以利用冬季的寒冷氣候和優(yōu)質(zhì)的冰雪旅游資源，著力發(fā)展冰雪專項(xiàng)旅游。此外巴州一年四季災(zāi)害頻發(fā)，特別是春夏季，春季3—5月是平原地區(qū)大風(fēng)、沙塵暴的多發(fā)期，夏季6—8月是高溫、暴雨的多發(fā)期，在適宜旅游時(shí)期，旅游在一定程度上勢(shì)必會(huì)受到這些氣象災(zāi)害的不利影響。