麗水市避暑選址氣候適宜性綜合評價

鄭雯婧， 姜燕敏， 吳昊旻， 沈文強， 張 鑫

(1.浙江省麗水市氣象局，浙江 麗水 323000； 2.浙江省氣象臺，杭州 310017)

引 言

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民消費水平的快速提高，旅游產(chǎn)業(yè)得以快速發(fā)展，在推動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展中起到重要作用。近幾年公眾對旅游目的地的選擇，不僅注重景點旅游資源，也開始將景點生態(tài)環(huán)境、氣候條件納入考量，避暑旅游就是目前興起的特色旅游產(chǎn)業(yè)之一?！?019中國避暑旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》指出，避暑旅游綜合規(guī)模達萬億元級，目前我國已經(jīng)形成全球最大的避暑旅游市場。通過氣候條件綜合分析，挖掘避暑旅游氣候資源，將有助于避暑旅游開發(fā)選址，賦能旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

麗水市位于浙江省西南部，地處中亞熱帶，為118°41′-120°26′E和27°25′-28°57′N，臨近東海，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，森林覆蓋率高達80.79%，2019年全域創(chuàng)成“中國天然氧吧”，為浙江省夏季旅游整體氣候最適宜地區(qū)[1]。麗水市深入踐行“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念，生態(tài)環(huán)境狀況指數(shù)位列浙江省第一位，素有“中國生態(tài)第一市”的美譽。麗水市地勢以中山、丘陵地貌為主，地勢整體由西南向東北傾斜，海拔1000 m以上山峰3573座，具有明顯的山地立體氣候特征，“九山半水半分田”的麗水山岳避暑、森林避暑資源豐富，可開發(fā)性強。

許多學(xué)者通過對氣候條件的分析，開展了省級或市級避暑氣候資源分析。侯亞紅等[2]通過單因子評價及構(gòu)造包含舒適度、環(huán)境條件和氣候條件的避暑氣象指數(shù)，分析了遼寧省避暑旅游氣候資源。張文強等[3]利用夏季站點氣溫、濕度、風(fēng)速，計算人體舒適度指數(shù)和海拔、坡度等信息，通過給予不同因子權(quán)重，分析了山西省避暑旅游目的地的適宜性。孫銀川等[4]通過分析氣溫、風(fēng)速、相對濕度、體感舒適度等因子，評價了寧夏六盤山區(qū)夏季避暑氣候舒適度條件。趙晶等[5]利用溫濕指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)和著衣指數(shù)加權(quán)構(gòu)建綜合舒適度指數(shù)，分析了延邊避暑旅游資源并與周邊著名避暑旅游城市開展了避暑氣候因子對比評價。這些研究多通過單因子評價和綜合指數(shù)構(gòu)建分析了城市避暑氣候資源和適宜性評價。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文海拔等地理要素數(shù)據(jù)使用麗水市SRTM 90 m分辨率數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)(來源于地理空間數(shù)據(jù)云http://www.gscloud.cn)。鑒于氣候資料的年代特征明顯，近10年的氣溫、風(fēng)速等氣象要素更能體現(xiàn)當(dāng)前氣候特征，因此本文氣候條件分析使用2010-2019年全市范圍內(nèi)9個國家基準(zhǔn)站和352個自動氣象站的夏季日平均氣溫、日最高氣溫、高溫日數(shù)、相對濕度及平均風(fēng)速等數(shù)據(jù)，氣象資料均進行質(zhì)量控制。

1.2 綜合評價方法

單因子氣象要素能夠從不同側(cè)面反映麗水市避暑適宜性的空間分布特征，但在實際避暑擇址過程中，單因子之間的聯(lián)系也是影響避暑適宜性的重要因素，例如濕熱比干熱更影響人體舒適度[4]。因此，本文使用溫濕指數(shù)和人體舒適度指數(shù)來進一步討論麗水市避暑氣候適宜地空間分布的綜合評價。

1.2.1 溫濕指數(shù)

溫濕指數(shù)(THI)是描述人體對環(huán)境溫度和濕度綜合感受的指數(shù)，已被廣泛應(yīng)用于避暑氣候評價[6]。談美蘭[7]通過研究夏季相對濕度對人體熱感覺的影響發(fā)現(xiàn)，高溫下濕度能對體感產(chǎn)生一定程度的影響。因此采用溫濕指數(shù)能夠更好地分析溫度和濕度對體感的綜合效應(yīng)。

根據(jù)《人居環(huán)境氣候舒適度評價》(GBT27963-2011)[8]，其計算公式為

THI=T-0.55(1-0.01RH)(T-14.4)

(1)

式中THI為溫濕指數(shù)，T為氣溫(℃)，RH為相對濕度(%)。

1.2.2 人體舒適度指數(shù)

父母在陪伴閱讀過程中，除了要注重與孩子交流溝通之外，還要適當(dāng)將閱讀內(nèi)容加以拓展，能把這本書中的內(nèi)容和那本書發(fā)生聯(lián)系，將書中涉及的內(nèi)容細(xì)節(jié)和孩子日常生活的場景細(xì)節(jié)發(fā)生聯(lián)系，真正做到由此及彼，觸類旁通。

人體舒適度氣象指數(shù)(表1)的計算公式采用我國氣象臺站和文獻分析常用的、中國氣象局采用的、也是近年來國內(nèi)較流行的經(jīng)驗公式[9]：

(2)

式中，T為氣溫(℃)，RH為相對濕度(%)，V為風(fēng)速(m/s)。

表1 溫濕指數(shù)和人體舒適度指數(shù)分級等級表

1.2.3 避暑綜合指數(shù)

在避暑地的選擇中，高溫日數(shù)、日最高氣溫也是十分重要的因素。姚鎮(zhèn)海等[10]通過研究安徽省30年暑期氣溫、相對濕度、最高最低氣溫差與體感溫度的相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)平均氣溫對體感溫度影響最為顯著，與體感溫度相關(guān)系數(shù)高達0.98，可見氣溫的考量對避暑研究尤其重要。因此本文采用35 ℃以上高溫日數(shù)、日最高氣溫和人體舒適度指數(shù)作為綜合分析的3個因子，將其評價等級分為三級(表2)，并對各因子等級進行等權(quán)重求和，規(guī)定所有因子均為最適宜對應(yīng)非常適宜避暑，任一因子處于不適宜或僅有單一因子為最適宜時為一般適宜避暑，二者之間的為比較適宜避暑。

表2 高溫日數(shù)、日最高氣溫和人體舒適度指數(shù)對應(yīng)的避暑適宜度等級劃分

1.3 插值方法

為計算避暑氣候資源分布，需要使用空間插值法來獲取氣候要素面分布特征。由于溫度對海拔有明確的依賴關(guān)系，在對溫度要素進行空間插值分析時，引入海拔高度因子作為解釋變量，能獲取溫度的精細(xì)空間分布。目前回歸克里金插值在氣象要素的統(tǒng)計分析中應(yīng)用廣泛。有研究指出，回歸克里金插值在地理要素插值上，優(yōu)于反距離權(quán)重插值和樣條插值[3,11]。魯民頡等[12]通過比較經(jīng)驗貝葉斯克里金(EBK)回歸插值和其他克里金插值方法，發(fā)現(xiàn)在默認(rèn)參數(shù)下EBK回歸插值效果更好，誤差更小，精度更高。本文中溫度要素插值采用海拔高度作為解釋變量的EBK回歸插值。濕度和風(fēng)速因與地形關(guān)系復(fù)雜，僅采用EBK插值，不做回歸處理。

通過交叉驗證分析插值模型的誤差，結(jié)果得到麗水市近10年夏季平均氣溫插值均方根誤差為0.6 ℃，日最高氣溫均方根誤差為0.9 ℃，平均風(fēng)速均方根誤差為0.5 m/s，相對濕度均方根誤差為3.9%。對于麗水市復(fù)雜的地形條件而言，要素插值誤差均在可接受范圍內(nèi)。同時對比克里金插值、反距離權(quán)重插值和徑向基函數(shù)插值方法，EBK回歸/EBK插值方法得到的均方根誤差最小，表明EBK插值方法能夠取得較好的要素場空間分布特征。因此，本文對站點氣象要素進行統(tǒng)計分析后，采用EBK回歸/EBK插值進行空間分析，獲得氣象要素空間分布。

2 結(jié)果分析

2.1 氣溫條件分析

根據(jù)環(huán)境衛(wèi)生學(xué)理論，夏季人體最舒適的小氣候條件指標(biāo)為24 ℃左右[11]。中國氣象局規(guī)定，當(dāng)日最高氣溫≥35 ℃時定義為高溫日。圖1是通過EBK回歸插值得到的麗水市近10年6-8月的日平均氣溫(圖1a)、日最高氣溫(圖1b)和高溫日數(shù)(圖1c)空間區(qū)域分布。從圖1可以看出，麗水市氣溫分布受海拔影響較大。平均氣溫舒適區(qū)域及最高氣溫較低區(qū)域主要集中在龍泉和慶元交界處的洞宮山脈及龍泉和遂昌交界處的仙霞嶺山脈區(qū)域。龍泉東南面洞宮山脈的長三角第一高峰鳳陽山主峰黃茅尖平均氣溫最低(17.3 ℃)，而龍泉西北面仙霞嶺山脈的中心區(qū)域披云山平均氣溫次低。與鳳陽山同一山脈的慶元百山祖及距離城區(qū)較近的巾子峰平均氣溫為21.4 ℃。計算區(qū)縣平均氣溫發(fā)現(xiàn)，慶元夏季平均氣溫為23.5 ℃，為全市域最涼爽區(qū)域，其次為景寧(24.1 ℃)、龍泉(24.1 ℃)和遂昌(24.2 ℃)，均為舒適溫度。而麗水(25.6 ℃)和青田(25.4 ℃)由于平均海拔低，夏季平均氣溫偏高。從高溫日數(shù)來看，慶元、遂昌和龍泉等縣(市)高溫日數(shù)最少，多在1天以下。通過EBK回歸預(yù)測分析并進行柵格計算得到，日平均氣溫在23～25 ℃區(qū)域所占面積約6208 km2，占麗水市總面積的36%。高溫在28 ℃以下所占面積約2773 km2，占麗水市總面積的16%。夏季高溫日數(shù)在1天以下區(qū)域總面積約3275 km2，約占麗水市總面積的19%。低海拔的市縣，由于存在許多局部分散的山地，如麗水市區(qū)北部白云山、縉云大洋山、云和陳塢村、松陽洋坑村和景寧大仰村等,氣溫條件較有利于避暑。

圖1 麗水市夏季日平均氣溫(a)、日最高氣溫(b)和高溫日數(shù)(c)分布圖

2.2 平均風(fēng)速和相對濕度分析

麗水地域性氣候獨特，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，海洋性季風(fēng)氣候和丘陵山地氣候交織，夏季盛行偏東風(fēng)或偏南風(fēng)[13]。朱衛(wèi)浩等[14]在對近30年全國人體舒適度指數(shù)變化的分析結(jié)果表明，風(fēng)速對體感溫度存在較明顯的負(fù)影響效應(yīng)，適當(dāng)?shù)娘L(fēng)可以增加人體舒適度，對避暑出行有利。根據(jù)環(huán)境衛(wèi)生學(xué)理論，夏季人體最舒適風(fēng)速為2 m/s。圖2為EBK空間插值分析得到的麗水市夏季平均風(fēng)速和相對濕度的分布圖。從圖2(a)可以看出，麗水夏季平均風(fēng)速大部分在2 m/s以下，平均風(fēng)速整體偏小，尤其是龍泉西北部山區(qū)風(fēng)速較小，這與麗水80.79%高森林植被覆蓋率和獨特的地勢、地形遮蔽效應(yīng)等有一定關(guān)系[15]。平均風(fēng)速舒適區(qū)域(1.5～2.5 m/s)的分布比較分散,較為集中的分布帶為龍泉和慶元交界處的洞宮山脈，以及縉云東面大洋山一帶，蓮都區(qū)白云山一帶。徐偉[16]指出，相對濕度為70%及以下對于避暑最為有利，濕度越高，越不利于避暑。從圖2(b)中可以看出，麗水夏季相對濕度基本處于70%以上，相對濕度總體偏高，相對較適宜地區(qū)主要分布在麗水市北部的大部地區(qū)及慶元的西部地區(qū)。

圖2 麗水市夏季平均風(fēng)速(a)和相對濕度(b)分布圖

2.3 溫濕指數(shù)分析

圖3給出了麗水市多年夏季平均溫濕指數(shù)分級空間分布。由圖3可以看出，麗水夏季主要為舒適區(qū)和熱區(qū)。全市大部分地區(qū)為舒適區(qū)域(THI<25.5)，舒適區(qū)域面積為15404 km2，占比全市域面積的89%，同時各區(qū)縣均沒有出現(xiàn)悶熱(THI>27.5)的情況。從溫濕指數(shù)舒適區(qū)域分布來看，麗水夏季舒適區(qū)域受地形影響明顯，高海拔處舒適區(qū)域范圍更廣，這與施國萍等[17]基于GridMet模型給出的浙江省溫濕指數(shù)與地形關(guān)系的分析結(jié)論一致。相較而言，城區(qū)受溫濕脅迫更強，與李正泉等[18]基于全國多城市的對比分析結(jié)論一致。全市域內(nèi)舒適區(qū)面積最為集中區(qū)域仍為龍泉和慶元交界處的洞宮山脈一帶，其余區(qū)域有分散分布。

從區(qū)縣分布上看，慶元由于其平均海拔高，夏季平均氣溫較全市其他區(qū)域的低，同時相對濕度也較為合適，這使全域溫濕指數(shù)均為舒適區(qū)域，龍泉、遂昌舒適區(qū)域面積占比高達99%；景寧舒適區(qū)域面積占比達90%，其熱區(qū)主要集中在東部與青田交界處，其余區(qū)縣存在一定面積的熱區(qū)。對比氣溫區(qū)域分布圖(圖1a)，可見溫濕指數(shù)與平均氣溫的空間分布較為一致，表明夏季平均溫度對溫濕指數(shù)的貢獻比平均濕度的大很多。例如麗水東北部雖然相對濕度相對南部的較低，但其平均海拔低，平均氣溫偏高，導(dǎo)致舒適區(qū)的面積占比較低。

圖3 麗水市夏季溫濕指數(shù)分級圖

2.4 人體舒適度指數(shù)分析

圖4給出了麗水市多年夏季平均人體舒適度指數(shù)分級空間分布。從圖4可以發(fā)現(xiàn)，麗水全市夏季人體舒適度主要以舒適、偏熱和悶熱3個等級為主。通過柵格計算得到，麗水市夏季人體感覺舒適區(qū)域總面積約5083 km2，約占麗水市總面積的30%，其集中區(qū)域在龍泉和慶元交界處的洞宮山脈、龍泉和遂昌交界仙霞嶺山脈、縉云大洋山一帶。這一集中分布帶表明麗水夏季人體舒適度指數(shù)在舒適范圍內(nèi)的站點分布與海拔高度分布關(guān)系密切。從各區(qū)縣舒適區(qū)域的占比上看，慶元縣人體舒適區(qū)域面積占比最大(59%)。景寧(39%)、遂昌(35%)和龍泉(33%)的舒適區(qū)域面積占比均在3成以上，悶熱區(qū)域占比小。而青田和麗水蓮都區(qū)的舒適區(qū)域范圍小，偏熱、悶熱區(qū)域范圍相對較大，這與青田、麗水蓮都區(qū)夏季平均氣溫高有直接關(guān)系。

圖4 麗水市夏季人體舒適度指數(shù)分級圖

2.5 避暑選址分析

圖5給出了基于日最高氣溫、高溫日數(shù)和人體舒適度指數(shù)綜合分析重分類計算得到的避暑區(qū)域綜合分布圖。圖中填色區(qū)域均為挑選出的適宜避暑區(qū)域，顏色越深代表該區(qū)域越適宜避暑。從避暑綜合分布圖來看，麗水境內(nèi)避暑適宜面積較大區(qū)域在慶元與龍泉交界一帶，其余各縣市內(nèi)也均有適宜避暑的分散點。其中，縣市適宜避暑面積最大的為麗水市慶元縣，鄉(xiāng)鎮(zhèn)適宜避暑面積最大的為慶元縣百山祖鎮(zhèn)。通過柵格計算得到，麗水市夏季最適宜避暑的綜合舒適區(qū)域總面積，其綜合舒適區(qū)域總面積約2864 km2，約占麗水市總面積的17%。

圖5 麗水市夏季避暑綜合分布圖

根據(jù)避暑氣象要素指數(shù)，挑選了最適宜避暑選址前15名鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如表3所示(根據(jù)縣市分區(qū)挑選，排名不分先后)。表3中選取的夏季最適宜避暑選址在近10年夏季避暑關(guān)鍵氣象要素中，高溫日數(shù)為0，平均氣溫在22 ℃上下，最高氣溫≤28 ℃，溫濕指數(shù)和人體舒適度指數(shù)均在舒適區(qū)域范圍內(nèi)。其中部分避暑選址已得到較好的開發(fā)，如慶元百山祖景區(qū)、龍泉鳳陽山景區(qū)、遂昌南尖巖景區(qū)和景寧云中大漈風(fēng)景區(qū)等。從表3中可以發(fā)現(xiàn),麗水市目前還存在較多尚未得到有效開發(fā)的潛在避暑區(qū)域，這些區(qū)域具有較好的避暑氣候條件，尤其慶元北面和龍泉南面高海拔地區(qū)是最適宜避暑開發(fā)的兩大集中區(qū)域。

表3 麗水市夏季綜合避暑最適宜鄉(xiāng)鎮(zhèn)選址

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

本文利用2010-2019年麗水全市近10年氣象站夏季逐日地面觀測氣象資料，采用EBK回歸/EBK插值方法，通過單因子氣候條件(溫度、濕度和風(fēng)速)和綜合指數(shù)(溫濕指數(shù)、人體舒適度指數(shù))分析麗水市避暑氣候資源，并對避暑適宜地空間分布進行評價，得到如下結(jié)論：

(1)麗水市避暑資源空間分布不均，避暑適宜站點多集中于較高海拔的區(qū)域，位處洞宮山脈的龍泉和慶元交界處及仙霞嶺山脈的龍泉和遂昌交界處開發(fā)區(qū)域較為集中。

(2)從區(qū)縣分布的統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn)，位于麗水西南面和西面的慶元、景寧、龍泉和遂昌平均氣溫低、高溫日數(shù)少、溫濕指數(shù)和人體舒適度指數(shù)舒適區(qū)域面積大，適合避暑開發(fā)的區(qū)域較多。低海拔的市縣，盡管夏季平均氣溫整體偏高，但由于存在許多局部分散的山地，如麗水市區(qū)北部白云山、縉云大洋山等，也存在許多較適宜避暑的氣候區(qū)域。

(3)通過柵格計算得到，麗水市夏季最適宜避暑綜合舒適區(qū)域總面積約2864 km2，約占麗水市總面積的17%。慶元北面和龍泉南面高海拔地區(qū)是麗水市最適宜避暑開發(fā)的集中區(qū)域，鄉(xiāng)鎮(zhèn)適宜避暑面積最大的為慶元縣百山祖鎮(zhèn)。

(4)根據(jù)避暑氣象要素指數(shù)，選出麗水市最適宜避暑的鄉(xiāng)鎮(zhèn)15個。

3.2 討 論

本文分析表明麗水市夏季適宜避暑區(qū)域與海拔高度關(guān)系密切，適宜避暑區(qū)域多集中于較高海拔區(qū)域，這與前人研究結(jié)論基本一致。例如查書平[1]、施國萍[17]等研究均指出浙江西南部麗水山區(qū)由于有利的地形條件在浙江全省范圍內(nèi)適宜避暑區(qū)域有顯著優(yōu)勢。相較于前人的研究，本文綜合多種氣候因素的空間定量分析給出了麗水市各縣域適宜避暑的區(qū)域和選址分析，證實在氣候條件方面麗水市避暑可開發(fā)區(qū)域仍有較大潛力，為避暑旅游適宜度模型的進一步完善和挖掘避暑旅游氣候資源提供了一定的研究基礎(chǔ)，將有助于避暑旅游開發(fā)選址，賦能旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為公眾提供有效的避暑旅游決策積累了研究成果。

由于目前麗水市區(qū)域自動站在日照等資料上時間序列較短，為保證區(qū)域插值的有效性，本文僅選取了現(xiàn)有與避暑氣候關(guān)系最為密切的要素開展麗水市綜合避暑適宜性分析，仍存在一定局限性。一些研究如杜正靜[19]、吳普[20]等在旅游指數(shù)模型中加入日照、高影響天氣、人文和交通等其他相關(guān)因素，完善指標(biāo)體系的構(gòu)建，都具有一定的參考價值。本文中尚缺乏此類因素的分析，需要在下一步研究中進行完善和分析。