1961—2020 年廣西冬季旅游高影響天氣的變化特征

李艷蘭，李妍君，丘平珠，秦 川

（1.廣西壯族自治區(qū)氣候中心，南寧 530022；2.廣西壯族自治區(qū)氣象信息中心，南寧 530022）

引言

近年來，隨著中國社會經(jīng)濟不斷發(fā)展、老齡化程度不斷加深，越來越多的游客冬季選擇到南方舒適地區(qū)旅游避寒，冬季避寒旅游已成為最重要的旅游形式之一［1－3］。廣西地處華南地區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，具有豐富的旅游氣候資源，氣候溫暖，適游期長。在全球變暖背景下，廣西氣候也相應(yīng)發(fā)生了變化，分析廣西冬季氣候變暖特征和高影響天氣的變化，對發(fā)展冬季旅游、保障旅游安全具有重要意義。

旅游高影響天氣主要指對旅游活動產(chǎn)生較大影響的天氣現(xiàn)象與事件。高影響天氣不僅影響人體健康、交通、旅游等各方面活動，而且可能危害游客生命財產(chǎn)安全，因此，受到政府和相關(guān)部門、學(xué)術(shù)界、社會公眾的高度重視。許多學(xué)者開展了高影響天氣氣候特征及對旅游的影響研究，陳勝東等［4］分析了影響瑞金機場航運的高影響天氣氣候特征；楊雅麟等［5］對影響若爾蓋旅游安全的災(zāi)害天氣發(fā)生規(guī)律進(jìn)行了綜合分析；唐承財?shù)龋?］從旅游資源、旅游交通、旅游產(chǎn)品、旅游市場、旅游者、旅游效益等方面分析了霧和霾對區(qū)域旅游業(yè)的影響；馬麗君等［7］以2008 年南方地區(qū)低溫冰凍雨雪災(zāi)害為例，分析了極端天氣氣候事件對旅游業(yè)的影響；金麗娜等［8］分析了西安世界園藝博覽會期間高影響天氣氣候特征；黃梅麗等［9］對廣西金秀大瑤山旅游區(qū)的氣候資源和影響旅游安全的重要天氣進(jìn)行了評估；凌穎等［10］分析了廣西冬季暴雨天氣事件特征及其影響天氣系統(tǒng)。然而，有關(guān)冬季旅游高影響天氣方面的研究，多以常年特征及重大個例分析為主，對其變化特征的研究較少，特別是對廣西冬季多種高影響天氣的綜合分析鮮見。本文通過對1961—2020 年廣西冬季低溫、強降水、結(jié)冰、霧、霾、大風(fēng)等對旅游活動有不利影響或危及人體健康和人身安全的高影響天氣日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，揭示其氣候特征和變化規(guī)律，為旅游業(yè)防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)對氣候變化等提供科學(xué)參考。

1 資料與方法

1.1 資料來源

以廣西91 個國家級地面氣象觀測站1960 年12 月—2020 年2 月的逐日氣溫、降水量、結(jié)冰、霧、霾、大風(fēng)等氣象觀測數(shù)據(jù)作為基本研究資料，資料來自廣西壯族自治區(qū)氣象信息中心。

1.2 研究方法

定義上年12 月至當(dāng)年2 月為當(dāng)年冬季。統(tǒng)計1961—2020 年廣西冬季平均氣溫、暖冬頻次，不同強度冷空氣過程頻次，日降水量≥25mm 和≥50mm 的強降水、結(jié)冰、霧、霾、大風(fēng)等對冬季旅游活動有不利影響或危及人體健康和人身安全的高影響天氣日數(shù)，分別建立時間序列。常年值（氣候平均值）取1991—2020 年平均。采用線性趨勢計算等方法［11-13］統(tǒng)計分析廣西冬季氣溫和高影響天氣的變化特征。

（1）暖冬的判定與等級劃分

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《暖冬等級》（GB／T 21983—2020）［14］，單站冬季平均氣溫距平（ΔT）大于等于單站暖冬閾值，判定為單站暖冬。單站暖冬分為單站弱暖冬和單站強暖冬，其等級劃分方法見表1。

表1 單站暖冬等級劃分

區(qū)域內(nèi)暖冬站數(shù)與統(tǒng)計總站數(shù)之比大于或等于50%，判定為區(qū)域暖冬。在區(qū)域暖冬年，區(qū)域內(nèi)強暖冬站數(shù)與總站數(shù)之比大于或等于25%，為區(qū)域強暖冬，反之為區(qū)域弱暖冬。

（2）冷空氣過程

參考?xì)庀笮袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)《冷空氣過程監(jiān)測指標(biāo)》（QX／T 393—2017）［15］，按降溫幅度和日最低氣溫，將單站冷空氣強度等級劃分為中等強度冷空氣、強冷空氣、寒潮3 個等級，劃分方法見表2。

表2 單站冷空氣強度等級劃分

在一次冷空氣過程中，廣西有超過55%的站點達(dá)到中等及以上強度，則為一次廣西全區(qū)型冷空氣過程。依據(jù)區(qū)域冷空氣強度指數(shù)I（計算公式見式（1））［15］,將廣西全區(qū)型冷空氣過程劃分為中等強度冷空氣過程、強冷空氣過程、寒潮過程，劃分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 區(qū)域冷空氣過程強度等級劃分

式中 N1、N2、N3分別為單站出現(xiàn)中等強度冷空氣、強冷空氣、寒潮的站點數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣西冬季氣候變暖背景

廣西各地冬季平均氣溫常年值在7.4～16.7℃之間，其地域分布特點是南部高、北部低，河谷高、山區(qū)低。廣西北部大部地區(qū)在12℃以下，南部大部地區(qū)在12℃以上，其中沿海地區(qū)、左江河谷大部在15℃以上。圖1（a）給出了1961—2020 年廣西冬季全區(qū)平均氣溫逐年變化，由圖1（a）可見，廣西冬季平均氣溫最高值出現(xiàn)在1987 年（14.9℃），其次是2017 年（14.5℃），1984 年（9.5℃）最低，1968 年次低（9.9℃），最高值與最低值相差5.4℃。從總趨勢來看，1961—2020 年廣西冬季平均氣溫上升速率為0.2℃·（10a）-1，通過α＝0.02 的顯著性檢驗，表明整個序列上升趨勢顯著。廣西冬季平均氣溫具有明顯的年代際變化特征，1961—1986 年冬季屬偏冷期，階段平均值11.9℃，有73%的年份低于常年值；1987—2020 年冬季屬偏暖期，階段平均值12.7℃，比前一階段偏高0.8℃。

圖1（b）給出了廣西歷年暖冬站數(shù)占總站數(shù)的百分比，根據(jù)1.2 中區(qū)域暖冬的判定標(biāo)準(zhǔn)，1961—2020 年廣西區(qū)域共有15a 為暖冬，其中有80%的暖冬出現(xiàn)在1987 年以后；暖冬出現(xiàn)頻率有階段性增加的特點，1961—1986 年平均每9a 有1 次，1987—1998 年平均每6a 有1 次，1999 年以后增多明顯，平均每2a 有1 次，且多數(shù)暖冬年廣西區(qū)域內(nèi)暖冬站數(shù)占總站數(shù)的百分比在86%以上。1961—2020 年廣西區(qū)域15 個暖冬年中，有6a 為強暖冬，均出現(xiàn)在1987 年以后，分別為1987 年、1999 年、2009 年、2010 年、2017 年和2020 年冬季。

總的來說，1961—2020 年廣西冬季平均氣溫及暖冬、強暖冬呈顯著上升（增多）趨勢，且年代際變化特征明顯，1987—2020 年冬季屬偏暖期，近60a 的所有強暖冬和80%的暖冬均出現(xiàn)在這個時期，冬季氣候變暖對避寒旅游有利。

2.2 廣西冬季旅游高影響天氣的變化特征

2.2.1 冷空氣過程頻次變化

冬季當(dāng)冷空氣來襲，氣溫驟降可使人的心、腦負(fù)荷加重從而導(dǎo)致血壓升高、心率加快、心肌缺血，血液黏稠度增高，同時還可誘發(fā)哮喘、感冒、咽炎、支氣管炎、肺炎等呼吸道疾?。?6-18］。表4 為1961—2020年廣西各年代冬季不同類型冷空氣過程頻次，廣西全區(qū)型中等強度以上的冷空氣過程總頻次在20 世紀(jì)60 年代最多，共41 次；20 世紀(jì)70 年代、80 年代明顯減少，每個年代有23 次；20 世紀(jì)90 年代以后略有上升，各年代頻次在25～27 次之間。全區(qū)型寒潮過程頻次在20 世紀(jì)60 年代至90 年代呈減少趨勢，21 世紀(jì)00 年代以后增多；各年代全區(qū)型寒潮過程頻次以20 世紀(jì)60 年代最多（12 次），21 世紀(jì)00年代次多（10 次），20 世紀(jì)90 年代最少（6 次），20 世紀(jì)80 年代次少（7 次）。全區(qū)型強冷空氣過程頻次與全區(qū)型寒潮過程頻次的變化特征相似，亦在20 世紀(jì)60 年代至90 年代呈減少趨勢，21 世紀(jì)00 年代以后增多；各年代全區(qū)型強冷空氣過程頻次以20 世紀(jì)60 年代最多（10 次），20 世紀(jì)90 年代最少（2 次）。全區(qū)型中等強度冷空氣過程頻次呈下降—上升—下降的波動變化，20 世紀(jì)60 年代最多（19 次），20 世紀(jì)90 年代次多（17 次），20 世紀(jì)70 年代最少（6 次），21世紀(jì)00 年代次少（10 次）。

表4 1961—2020 年廣西各年代冬季全區(qū)型不同強度冷空氣過程頻次變化（單位：次）

2.2.2 結(jié)冰日數(shù)變化

結(jié)冰天氣易導(dǎo)致路面濕滑，影響交通出行，而且出現(xiàn)結(jié)冰天氣時氣溫低，旅游活動多在戶外進(jìn)行，若游客未注意采取防寒保暖措施，可能會出現(xiàn)失溫、凍傷等情況。廣西大部地區(qū)結(jié)冰天氣較少，桂東北大部及位于桂西北的樂業(yè)、南丹等地冬季結(jié)冰日數(shù)常年值在1～4d 之間，桂林市東北部在5d 以上，其中資源最多，達(dá)12.8d；其余地區(qū)冬季結(jié)冰日數(shù)常年值不到1d，占全區(qū)的73%，其中廣西沿海地區(qū)大部未出現(xiàn)過結(jié)冰天氣。

1961—2020 年廣西冬季結(jié)冰日數(shù)呈顯著減少趨勢，變化速率為-0.42d·（10a）-1，通過α＝0.01 的顯著性檢驗。冬季結(jié)冰日數(shù)最多出現(xiàn)在1976 年，廣西全區(qū)平均9.8d，其次是1974 年（7.7d）；1991 年、2020年最少，廣西全區(qū)平均0.1d。冬季結(jié)冰日數(shù)具有明顯的年代際變化特征，1961—1986 年屬偏多期，階段平均值2.8d，有81%的年份高于常年值（1.1d）；1987—2020 年屬偏少期，階段平均值1.1d，比前一階段偏少1.7d（圖2）。

氣候變暖背景下，低溫事件總體減少，但極端冷凍害時有發(fā)生。例如，2008 年初廣西出現(xiàn)持續(xù)性大范圍的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，影響范圍之廣、強度之大、持續(xù)時間之長，為歷史罕見，對旅游業(yè)造成了嚴(yán)重影響，廣西部分旅游道路和旅游交通標(biāo)識損毀，供水、電力、通信設(shè)施因冰雪受到損壞，53 個景區(qū)曾一度關(guān)閉停業(yè)，廣西旅游經(jīng)濟損失近6 億元［19］。

2.2.3 強降水日數(shù)變化

冬季是廣西降水最少的季節(jié)，強降水較少。廣西各地冬季日降水量≥25mm 的日數(shù)常年值在0.2～2.2d 之間，呈東多西少分布，桂東大部、防城港市南部及都安、馬山等地為1～2.2d，其中桂林、賀州兩市的部分地區(qū)在2d 以上；桂西大部不到1d。各地冬季日降水量≥50mm 的日數(shù)常年值在0～0.4d 之間，出現(xiàn)的概率較小，但一些地區(qū)個別年份降水強度較大，桂東南大部及位于桂西南的都安、靖西、田東等地，桂東北的興安、永福、昭平等地冬季最大日降水量極值達(dá)100mm 以上，北海最大為200.9mm（2016 年1月28 日）。

圖3 給出了1961—2020 年廣西冬季日降水量≥25mm 和日降水量≥50mm 的日數(shù)全區(qū)平均值逐年變化。由圖3（a）可見，1961—2020 年廣西冬季日降水量≥25mm 的日數(shù)呈顯著增加趨勢，變化速率為0.15d·（10a）-1，通過α＝0.01 的顯著性檢驗。冬季日降水量≥25mm 的日數(shù)呈波動上升的變化特征，1961—1982 年、1998—2002 年總體偏少，階段平均值分別比常年值（1.1d）偏少0.57d、0.59d；1983—1997 年階段平均值與常年值持平，2003—2020 年屬偏多期，階段平均值比常年值偏多0.14d。冬季日降水量≥25mm 的日數(shù)排在前十位的年份均出現(xiàn)在20世紀(jì)80 年代以后。由圖3（b）可見，1961—2020 年廣西冬季日降水量≥50mm 的日數(shù)呈顯著增加趨勢，變化速率為0.03d·（10a）-1，通過α＝0.05 的顯著性檢驗。冬季日降水量≥50mm 的日數(shù)亦呈波動上升的變化特征，1961—1980 年、1996—2005 年屬偏少期，階段平均值分別比常年值（0.18d）偏少0.12d、0.1d；1981—1995 年、2006—2020 年屬偏多期，階段平均值分別比常年值偏多0.06d、0.03d。冬季日降水量≥50 mm 的日數(shù)排在前十位的年份有90%出現(xiàn)在20世紀(jì)80 年代以后。

2.2.4 霧、霾、大風(fēng)日數(shù)變化

廣西各地冬季霧日數(shù)常年值在0.3～15.6d 之間，其中防城港市、梧州市大部，桂林、南寧、河池3市局部及寧明、欽州、北海、潿洲島等地5～10d，三江、南丹、環(huán)江、西林等地10～15.6d，其余大部地區(qū)冬季霧日數(shù)常年值為0.3～5d。廣西各地冬季霾日數(shù)常年值在0.1～37d 之間，桂西大部、沿海地區(qū)大部、玉林市大部、桂林和柳州兩市的部分地區(qū)及金秀、昭平、羅城等地在10d 以下，梧州、賀州、桂林、靈川、來賓、防城等地在20d 以上，其余地區(qū)10～20d，城市霾日數(shù)比周邊地區(qū)多。從表5 看出，霧、霾日數(shù)具有明顯的年代際變化特征：在20 世紀(jì)60 年代、80 年代至21 世紀(jì)00 年代平均每年霧日數(shù)少于常年值（4.2d），其中20 世紀(jì)90 年代、21 世紀(jì)00 年代最少，平均每年僅3.3d；20 世紀(jì)70 年代及21 世紀(jì)10 年代比常年值偏多，其中21 世紀(jì)10 年代最多，平均每年6.0d。近60a 霾日數(shù)逐年代增加，21 世紀(jì)10 年代最多，平均每年11.8d，比常年值（9.1d）偏多2.7d；20世紀(jì)60 年代最少，平均每年2.5d。針對近10a 霧、霾明顯增多，城市霾日數(shù)多于周邊地區(qū)等情況，需將霧、霾天氣指標(biāo)納入?yún)^(qū)域旅游預(yù)警系統(tǒng)，應(yīng)對霧、霾對人體健康、旅游資源、交通的影響［6］。

根據(jù)大風(fēng)天氣現(xiàn)象定義，大風(fēng)是指瞬時風(fēng)速達(dá)到或超過17.0m·s-1（或目測估計風(fēng)力達(dá)到或超過8級）的風(fēng)［20］。廣西冬季較少有大風(fēng)天氣出現(xiàn)，沿海部分地區(qū)冬季大風(fēng)日數(shù)常年值為0.6～4.8d，桂林市部分地區(qū)0.3～0.5d，其余大部地區(qū)為0～0.2d，廣西全區(qū)平均0.2d。近60a 廣西冬季大風(fēng)日數(shù)總體呈顯著減少趨勢，特別是20 世紀(jì)60 年代至21 世紀(jì)00 年代減少趨勢尤其明顯，20 世紀(jì)60 年代冬季大風(fēng)日數(shù)平均每年0.77d，21 世紀(jì)00 年代平均每年0.18d，21世紀(jì)10 年代有所回升（表5），應(yīng)予以重視，特別是沿海大風(fēng)多發(fā)區(qū)，需重點防范大風(fēng)對航運、旅游安全的影響。

表5 1961—2020 年各年代廣西平均每年冬季霧、霾、大風(fēng)日數(shù)變化（單位：d）

3 結(jié)論與討論

通過對廣西1961—2020 年冬季強降溫、結(jié)冰、強降水、霧、霾、大風(fēng)等對旅游不利的高影響天氣的氣候變化特征進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

（1）1961—2020 年廣西冬季平均氣溫呈顯著上升趨勢，平均每10a 升高0.2℃。冬季平均氣溫具有明顯的年代際變化特征，1961—1986 年冬季屬偏冷期，1987—2020 年冬季屬偏暖期。暖冬、強暖冬呈顯著增多趨勢，近60a 所有強暖冬和80%的暖冬均出現(xiàn)在1987 年以后。

（2）廣西冬季全區(qū)型寒潮、強冷空氣過程頻次在20 世紀(jì)60 年代至90 年代呈減少趨勢，21 世紀(jì)00年代以后增多。廣西冬季結(jié)冰天氣較少，1961—2020年廣西冬季結(jié)冰日數(shù)呈顯著減少趨勢，變化速率為-0.42d·（10a）-1。

（3）廣西冬季強降水較少，日降水量≥25mm 和日降水量≥50mm 的日數(shù)常年全區(qū)平均值僅1.1d、0.18d，個別年份降水強度較大，部分地區(qū)冬季最大日降水量極值達(dá)100～200.9mm。1961—2020 年廣西冬季日降水量≥25mm 和日降水量≥50mm 的日數(shù)全區(qū)平均值均呈顯著增加趨勢，變化速率分別為0.15d·（10a）-1、0.03d·（10a）-1。

（4）廣西冬季霧、霾、大風(fēng)日數(shù)總體較少，常年全區(qū)平均值分別為4.2d、9.1d、0.2d。廣西冬季霧日數(shù)在20 世紀(jì)90 年代、21 世紀(jì)00 年代最少，21 世紀(jì)10年代最多。冬季霾日數(shù)逐年代增加，20 世紀(jì)60 年代最少，21 世紀(jì)10 年代最多。20 世紀(jì)60 年代至21 世紀(jì)00 年代廣西冬季大風(fēng)日數(shù)呈明顯減少趨勢，其中20 世紀(jì)60 年代最多，21 世紀(jì)00 年代最少，21 世紀(jì)10 年代有所回升。

冬季氣候變暖對廣西避寒旅游有利，在充分利用氣候變化有利因素發(fā)展旅游業(yè)的同時，應(yīng)高度重視高影響天氣可能造成的危害，根據(jù)高影響天氣特征及其變化趨勢，制定應(yīng)對策略，完善防災(zāi)減災(zāi)體系，保障旅游安全。氣候變暖背景下低溫事件總體減少，但極端冷凍害時有發(fā)生，應(yīng)密切關(guān)注天氣預(yù)報預(yù)警信息做好防御措施。鑒于廣西冬季強降水日數(shù)呈顯著增多趨勢，應(yīng)加強突發(fā)性強降水及其次生災(zāi)害的防治和管理工作，同時需注意防范霧、霾、大風(fēng)等高影響天氣的不利影響。