平塘縣甲茶旅游氣候舒適度分析

謝亞玲，姜 葦，茍 楊，張倫雨，焦乘乘

(1.貴州省平塘縣氣象局，貴州 平塘 558300 2.貴州省黔南州氣象局，貴州 都勻 558000)

1 引言

氣候是開展旅游活動的重要條件之一，是重要的旅游資源，氣候對旅游者的活動環境及體感舒適度產生雙重的影響，所以旅游地的氣候是人們旅游時考慮的因素之一，隨著休閑養生旅游業的發展，人們對旅游氣候的需求越來越高，旅游氣候資源評價、旅游氣候舒適性研究日益受到重視[1～6]。

很多學者利用各類指數對旅游氣候資源進行分析，王金亮等[7]利用舒適指數和風效指數以及綜合舒適指數對香格里拉的旅游氣候適宜度以及昆明市人居環境的氣候適宜性進行了評價；劉沛林[8]用有效溫度和舒適指數為評價指標對中國鄉村人居環境的氣候舒適度進行了研究；范業正[9]、余珊[10]以及劉清春[11]等采用溫濕指數和風效指數分別對中國海濱旅游地的氣候適宜性、福建旅游資源的氣候適宜性以及中國 44 座主城市的旅游氣候舒適性進行了定量評價。

平塘甲茶風景名勝區位于平塘縣境內的擺茹鎮甲茶村，景區面積45.1 km2，距離縣城45 km，集瀑布、溶洞、峽谷及獨特的亞熱帶風光于一體，是科學文化旅游和休閑度假的好地方，具有濃郁的亞熱帶風情，為發展平塘甲茶旅游事業提供科學依據，本研究基于貴州省黔南州12個氣象測站1989～2018年逐日平均氣溫、平均風速、相對濕度以及日照時數等數據，采用人體舒適度指數(BCMI)、溫濕指數(THI)和風效指數(K)等氣候指標，對平塘甲茶旅游氣候舒適性進行分析，為甲茶旅游發展提供理論支撐，同時也為政府打造平塘甲茶旅游品牌提供決策和參考。

2 資料來源與研究方法

2.1 資料來源

利用黔南州1989～2018年12個氣象站逐日平均氣溫、相對濕度、風速和日照時數資料等氣象資料分別計算人體舒適度指數、溫濕指數和風效指數，氣象數據來源于貴州氣象大數據平臺；數字高程地圖(DEM)來源于中國科學院科學數據庫，分辨率為90 m×90 m，研究區域及站點如圖1所示。

圖1 研究區域

2.2 研究方法

2.2.1 人體舒適度指數

人體舒適度指數根據人類機體與大氣環境之間的熱交換而制定的生物氣象指標[8，9]，從氣象角度評價在不同氣候條件下人的舒適感。總體而言氣溫、相對濕度、風速3個氣象要素對人體感覺影響最大，人體舒適度指數就是根據這3項要素而建成的非線性方程[6，7]。

BCMI=(1.8T+32)-0.55(1-RH)(1.8T

(1)

式(1)中：BCMI為人體舒適度指數(表1)；T為平均氣溫(單位：℃)；RH為相對濕度(%)；V為風速(單位：m/s)。

表1 人體舒適度指數分級標準

2.2.2 溫濕指數

溫濕指數(THI)由俄國學者的有效溫度演變而來[2],它的物理意義是濕度訂正以后的溫度，綜合考慮溫度和濕度對人體舒適度的影響，其計算公式為：

THI=(1.8×T+32)-0.55×(1-f)×(1.8

×T-26)

(2)

式(2)中：THI為溫濕指數，T為氣溫(單位：℃)，f為相對濕度(單位：%)。

2.2.3 風效指數

風效指數(K)由 Bedford 提出, Siple、Court 以及 Thomas-Boyd 等對其進行了改進[10],它表征在寒冷環境條件下 , 風速與氣溫對裸露人體的影響 , 其物理意義是溫度為33 ℃時，指皮膚體表單位面積的散熱量(kmolm2· h)，計算公式為：

(3)

式(3)中：K為風效指數，T為氣溫(單位：℃)，V為風速(單位：m/s)，S為日照時數(單位：h)。

2.2.4 旅游氣候舒適度指數

利用溫濕指數和風效指數，采用專家打分以及層次分析法確定各分指數的權重，構建旅游氣候舒適度綜合評價模型，計算公式為：

Z=0.6XTHI+0.4XK

(4)

式中：Z旅游氣候舒適度指數，XTHI和XK分別為溫濕指數和風效指數的分級賦值，0.6、0.4分指標的權重系數，并將旅游氣候舒適度劃分為4個等級：7≤Z≤9為舒適；5≤Z<7為較舒適；3≤Z<5為較不舒適；1≤Z<3為不舒適。各指標分級及賦值如表2所示。

表2 溫濕指數和風效指數的分級標準及賦值

2.2.5 空間分析

在GIS平臺上將人體舒適度指數、溫濕指數和風效指數進行柵格計算，得到人體舒適度指數、溫濕指數和風效指數各月的空間分布，在Spatial Analyst Tools工具中，利用Sample功能，根據甲茶的經緯度，提取甲茶各月的人體舒適度指數、溫濕指數和風效指數得到相關指數的時間變化特征。

3 結果分析

3.1 人體舒適度指數

人體舒適指數空間分布如圖2所示，從圖中可以看出，1～12月人體舒適度指數空間分布基本一致，但每月的人體感覺程度不同，隨月份的增加人體舒適度指數呈現先增加后遞減的變化趨勢。1月份人體舒適度指空間上呈現南部高北部低的分布特征，變化范圍在24～53之間，根據表1的人體感覺程度屬于“寒冷”～“涼舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在50以上，人體感覺程度屬于“涼舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指在26以下，人體感覺程度屬于“寒冷”的范疇。

圖2 1～12月份人體舒適度指數空間特征

2月份人體舒適度指數變化范圍在26～56之間，根據人體感覺程度屬于“較冷”～“涼舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在50以上，人體感覺程度屬于“涼舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在26～38之間，人體感覺程度屬于“較冷”的范疇。

3月份人體舒適度指數變化范圍在33～62之間，根據人體感覺程度屬于“較冷”～“最舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在59以上，人體感覺程度屬于“最舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在38以下，人體感覺程度屬于“較冷”的范疇。

4月份人體舒適度指數變化范圍在42～68之間，根據人體感覺程度屬于“清涼”～“最舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在59以上，人體感覺程度屬于“最舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在50以下，人體感覺程度屬于“清涼”的范疇。

5月份人體舒適度指數變化范圍在49～73之間，根據人體感覺程度屬于“清涼”～“暖舒適”的范疇，具體表現為全域大部分地區為“涼舒適”～“暖舒適”的范疇，僅北部局部地區的人體感覺程度為“清涼”。

6、7和8月份人體舒適度指數變化范圍在54～77、56～78和57～78之間，根據人體感覺程度屬于“涼舒適”～“悶熱”的范疇，具體表現為全域大部分地區為“涼舒適”的范疇，僅南部羅甸大部分地區等地的人體舒適度指數在76以上，人體感覺程度屬于“悶熱”范疇。

9月份人體舒適度指數變化范圍在52～74之間，根據人體感覺程度屬于“涼舒適”～“暖舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在71以上，人體感覺程度屬于“暖舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在51～58之間，人體感覺程度屬于“涼舒適”的范疇。

10月份人體舒適度指數變化范圍在44～69之間，根據人體感覺程度屬于“清涼”～“最舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在59以上，人體感覺程度屬于“最舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在50以下，人體感覺程度屬于“清涼”的范疇。

11月份人體舒適度指數變化范圍在37～62之間，根據人體感覺程度屬于“較冷”～“最舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在59～70之間，人體感覺程度屬于“最舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在38以下，人體感覺程度屬于“較冷”的范疇。

12月份人體舒適度指數變化范圍在29～55之間，根據人體感覺程度屬于“較冷”～“涼舒適”的范疇，具體表現為南部羅甸大部分地區和甲茶等地的人體舒適度指數在51～58之間，人體感覺程度屬于“涼舒適”范疇，北部海拔相對較高的區域人體舒適度指數在38以下，人體感覺程度屬于“較冷”的范疇。

利用GIS平臺提取甲茶名勝區1～12月份的人體舒適度指數，如圖3所示，可以看出甲茶全年人體舒適度指數呈單峰顯示，最高值出現在7月和8月，為75，最低值出現在1月，為47。從人體感覺程度看出，甲茶全年人體感覺程度屬于“清涼”～“暖舒適”的范疇，冬季(12月、1月和2月)的人體舒適度體感程度為“清涼”范疇，冬無嚴寒，夏季(6月、7月和8月) 的人體舒適度體感程度為“暖舒適”范疇，夏無酷暑，3月和11月的人體舒適度體感程度為“涼舒適”范疇，其余月份的人體舒適度體感程度為“最舒適”范疇，表明甲茶全年氣候宜人，適宜開展戶外旅游活動。

圖3 甲茶人體舒適度指數時間特征

3.2 溫濕指數

從空間分布圖4和表4分析可得，黔南州1～12月溫濕指數空間分布基本一致，但是各個月有顯著差異，整體趨勢是隨著月份先增加后遞減的變化趨勢，全年的溫濕指數在31～80之間，人體感覺程度為極冷-悶熱，甲茶全年的溫濕指數在50～75之間，人體感覺程度為偏冷至悶熱。寒冷的時段冬季(12-1-2月)黔南州溫濕指數為58～31之間人體感覺偏冷-清涼-極冷，高海拔的北部地區人體感覺極冷，中部一線以偏冷為主，南部小范圍地區感覺清涼，這一時段甲茶溫濕指數為50～53，人體感覺偏冷和較不舒適，甲茶冬無嚴寒。

表4 黔南州、甲茶景區全年溫濕指數及人體感覺程度

圖4 1～12月溫濕指數空間特征

3月開始黔南的溫濕指數有所升高，變為為41～64，人體感覺涼-寒冷，中部以北地區以寒冷為主，南部地區開始感覺涼，甲茶溫濕指數為59，人體感覺以涼-舒適為主；4月黔南的溫濕指數為75～51，人體感覺偏熱-偏冷，北部偏冷，南部偏熱，甲茶溫濕指數為65～71，人體感覺以舒適為主；5～6月黔南的溫濕指數為78～57，人體感覺悶熱-清涼，北部清涼，南部悶熱，甲茶溫濕指數為75～71，人體感覺偏熱，較舒適。

7～8月黔南的溫濕指數63～80，人體感覺悶熱-涼，北部涼，南部地區悶熱，甲茶溫濕指數為77～78，人體感覺為悶熱-不舒適，但甲茶景區植被覆蓋高，有天然的瀑布，經調研在此時段人體感覺舒適；9～10黔南的溫濕指數58～76，北部高海拔地區感覺偏冷，中部人體感覺偏涼，南部感覺偏熱，甲茶溫濕指數為67～73，人體感覺暖-偏熱，人體感覺舒適；11月黔南指數為63～44，中北部地區感覺偏冷，南部地區偏涼，甲茶溫濕指數為60，人體感覺涼，非常舒適。

從溫濕指數可以看出甲茶對于人體感覺為偏冷至悶熱，冬季甲茶沒有寒冷；對于夏季7～8月天氣悶熱，人體感覺不舒適，但由于甲茶景區植被覆蓋率達到95%以上，而且有天然的小瀑布，在景區夏季不存在悶熱情況。綜上所述平塘甲茶景區冬無嚴寒，炎熱的夏季有樹林及瀑布的調解，適合一年四季開展旅行。

3.3 風效指數

結合圖5和表5可以得出，黔南州的1～2月的風效指數基本一致，但每月的人體感覺程度不同，隨著月份的增加風效指數先增加后遞減的趨勢，全年人體感覺為熱-暖熱-舒適-涼-冷，具體表現如下：12月至次年3月黔南州人體的風效指數為-216～828之間，人體感覺為暖-舒適-冷涼，北部以冷涼為主，中部大部分地區以舒適為主，南部很小的區域為暖，此時段根據甲茶的風效指數，人體感覺程度為舒適。

表5 黔南州、甲茶景區全年風效指數及人體感覺程度

圖5 1～12月黔南風效指數空間特征

4月和11月黔南的風效指數為-121～676之間，人體感覺以暖熱-涼為主，北部以涼為主，中南部以暖熱為主，甲茶人體感覺為暖和；5月和10月黔南風效指數范圍為-66～541之間，人體感覺為暖熱-舒適，北部地區以舒適為主，南部以暖熱感覺為主，甲茶這個時段人體感覺為暖熱。

6月黔南的風效指數為-42～337之間，人體感覺為熱-涼，黔南北部為涼，中部以南地區為熱，此時段甲茶人體感覺仍為暖熱；7～9月黔南的風效指數為-16～407之間，黔南的人體感覺為熱-舒適，此段時間甲茶的人體感覺仍然為暖熱。

從甲茶的風效指數來看，甲茶全年沒有涼的感覺，有6個月舒適，6個月暖熱，氣候舒適。

3.4 旅游氣候舒適度指數

在溫濕指數和風效指數的基礎上，采用專家打分對甲茶旅游氣候舒適度進行綜合評價，從表6可以得出甲茶全年氣候旅游氣候中有3～4月、11月舒適，1～2月和12月、5月和6月、9月和10月共7個月較舒適，只有7月和8月不舒適，旅游舒適的情況占全年的83%。

表6 甲茶景區全年旅游氣候舒適指數

4 結論

本研究基于貴州省黔南州12個氣象測站1989～2018年逐日平均氣溫、平均風速、相對濕度以及日照時數等數據，采用人體舒適度指數(BCMI)、溫濕指數(THI)和風效指數(K)等氣候指標，對平塘甲茶旅游氣候舒適性進行分析，得出主要結論如下。

(1)甲茶全年人體舒適度指數呈單峰型，最高值出現在7月和8月，最低值出現在1月，人體感覺程度屬于“清涼”～“暖舒適”的范疇，冬季12月至次年2月的人體舒適度體感程度為“清涼”范疇，冬無嚴寒，夏季6～8月的人體舒適度體感程度為“暖舒適”范疇，夏無酷暑，3月和11月的人體舒適度體感程度為“涼舒適”范疇，其余月份的人體舒適度體感程度為“最舒適”范疇，甲茶全年氣候宜人，適宜旅游露營。

(2)基于溫濕指數及風效指數分析旅游氣候舒適度可以得出甲茶全年有10個月屬于旅游舒適時間，全年月份的83%，夏季7-8月天氣炎熱，較不舒適，綜合溫濕指數、風效指數和綜合舒適度指數表明：甲茶冬無嚴寒，夏無酷暑，在炎熱的夏季氣溫較高對旅游舒適度有一定的不利影響，但甲茶植被覆蓋率達到95%以上，有天然的瀑布，對炎熱的天氣進行調節，旅游舒適度有所提高，甲茶全年氣候舒適，適合旅游。