東部島嶼旅游地氣候舒適度及變化趨勢研究

鞏 莉

(上海師范大學 環境與地理科學學院，上海 200234)

1 引言

在全球氣候變化的背景下，依賴于自然環境和氣候條件的旅游業受到氣候影響日益嚴重。氣候變化對旅游的影響逐漸受到關注，而氣候舒適度的評價研究也是其中的重要組成部分。隨著我國沿海經濟帶的開發升級和海洋經濟的迅速發展,海島旅游近年來得到了蓬勃發展,并已成為學術研究的熱點領域[1]。然而，目前我國對于海島旅游氣候舒適度的評價研究較少，為了彌補濱海旅游氣候舒適度研究中海島這一重要部分，將研究區定為我國東部沿海地區的海島地區，以期為該區域的旅游定位和未來開發提出建議。

氣候舒適度評價研究是從20世紀20年代開始的，國外最開始使用的多為經驗和統計模型[2，3]。將經驗模型組合起來評價氣候舒適度成為了研究者較為常用的研究方法，特吉旺運用舒適指數和風效指數，從“極冷”到“極熱”重新劃分了舒適程度的分級標準,實現了模型適用條件的普適性拓展[2]。奧利佛將溫度-濕度指數與風寒指數相結合，在暴露實驗的基礎上建立了溫濕指數和風寒指數量表并且創建了應用氣候學[3]。經驗模型的局限性主要在于其以人的主觀感受和經驗為評價依據，而隨著生物技術的進步，測量方法的多樣化，世界氣象組織( WMO)與幾十位科學家，共同建立了一個基于多結點模型的通用熱氣候指數(Universal Thermal Climate Index，UTCI)[4]。

國外學者將UTCI與其他評價指數進行了比較，并尋找出與其他熱指標之間的相關性[5，6]，得出目前其他的指標只能在特定的氣象條件下合理地表達生物氣候條件，而UTCI更能代表特定的氣候、天氣和位置。國內對UTCI進行旅游氣候舒適度的評價不多，本文為彌補海島區域旅游氣候舒適度的評價分析，基于1979～2018年逐日的地面氣象觀測資料，對通用熱氣候指數的多年平均狀態和變化趨勢進行深入研究，探討氣候變暖背景下海島旅游的發展變化情況。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本研究采用中國氣象數據網的中國地面氣候資料日值數據集(V3.0)，選取了1979～2018年40年時間尺度上，我國東部自北向南的17個臺站的逐日觀測數據。計算UTCI指數需要借助軟件BioKlima2.6實現，所需要的氣候因子為：氣溫、相對濕度、風速和輻射溫度。由于輻射溫度不能直接在數據中下載，可以利用云量、氣壓、太陽高度作為替代變量輸入軟件計算當日UTCI。云量和太陽高度可以通過公式計算出[7]。缺失數據做拋棄處理。

2.2 研究方法

The Universal Thermal Climate(UTCI)是一個涵蓋從熱到冷的整體氣候指數(the clothing)，是在世界氣象組織氣候學委員會倡導下，歐洲科學與技術合作計劃的730號行動召集了來自23個國家的45位科學家，融合生理學、數學、氣象學及計算機科學等諸多領域最前沿專業技術知識，共同建立了基于多結點熱生理模型的通用熱氣候指數(表1)。

表1 UTCI等效溫度的熱應力及舒適度等級劃分

通用熱氣候指數考慮了溫度、濕度、風速、輻射以及人體代謝、服裝熱阻等諸多因素有關，結合了人體熱生理模型[8]和戶外氣候適應型的服裝模型[9]，運用專門的數學表達式進行模擬評算。人體熱生理模型包括熱調節的主動系統和人體內部傳熱過程的被動系統。UTCI被定義為在標準參照環境：將輻射溫度定義為氣溫；相對濕度為50%；地面上方10 m的風速為為0.5 m·s-1；成年男子步行速度4 km·h-1；符合當地環境條件的穿衣種類。UTCI概念模型表達為[10]：

UTCI=f(Ta；Tmrt；Va；RH)=Ta+Offset(Ta；Tmrt；Va；RH) (1)式中：Ta 為氣溫(℃)；Tmrt 為輻射溫度(℃)；Va 為風速(m·s-1)；RH 為相對濕度(%)。

3 研究結果

表2總結了各城市氣候舒適度的多年平均特征。

表2 海島旅游氣候舒適度多年平均特征

注：年“舒適”日數定義為一年中逐日UTCI處于“舒適”范圍的日數；“舒適”月指月均UTCI值處于“舒適”范圍的月份；“舒適”旬指“舒適”頻率大于70%的旬

4 結論與討論

4.1 結論

本文研究發現以下結論：位于黃海和東海地區的海壇島、崇武及南澳島年“舒適”日數最長，均超過了190 d，即超過了一年的一半時間。位于環渤海地區的海島旅游地較短，“舒適”日數均超過了150 d。達到最短“舒適”日數的島嶼是南海、北部灣地區的潿洲島，為146 d。可見不同緯度的海島的氣候舒適天數有一定的差異，但差異不超過50 d。在月與旬尺度上，各城市的氣候舒適期也有較為明顯的差異。從年“舒適”月數量上看，海壇島和崇武的“舒適”月最多(9個月)，秦皇島、月島、劉公島、嵊泗列島及湛江海島的年“舒適”月數最少(3個月)。從時間分布上來看，潿洲島的“舒適”日數雖然是最小的，但其“舒適”月數達到6個月，可得知其“舒適”日數的在月尺度上的分布較分散，而“舒適”月數較少的海島，“舒適”日數集中于一年中的某3個月份。從年“舒適”旬的時間分布上來看，海壇島和崇武的“舒適”旬的數量最多，并且除了一年中最寒冷和最炎熱的旬時段，其他旬時段皆為“舒適”旬。幾乎可以稱之為全年舒適型。“舒適”旬的數量最少的海島為緯度最高的葫蘆島，其舒適類型春、夏、秋適型，冬季不適型。

4.2 討論

氣候與旅游的相關性是非常大的，隨著全球氣候變暖，氣候各因子都發生了不同程度上的變化，在氣候因子的基礎上建立一個標準的氣候舒適度評價體系是非常有必要的。

與國內已有的其他研究相比，本文應用了目前最為先進的氣候舒適評價指標，并且彌補了國內對海島旅游地舒適度評價的研究，為海島旅游地的發展帶來一定的指導性意見。緯度不同的海島旅游地“舒適”旬的差異較大，這對游客制定海島旅游時提供了一定的指導意義，不同緯度地區的海島旅游區也應當采取一定的措施減輕不舒適度為游客帶來的影響。