新疆巴州旅游氣候舒適度時空特征分析與評價

溫 春，周雪英*，仇會民，顧軍明，吳美歡

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

隨著旅游業的不斷發展，人們對旅游氣象專業服務的要求也隨之提高，針對某一地區的旅游氣候資源評價、旅游氣象指數預報等研究越發重要[1-2]。國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（Comfort Index）和風效指數（Wind Effect Index）的概念，Hibbs JR[4]提出“旅游氣候”概念。國內學者在旅游氣候資源評價等方面也做了大量研究[5-18]，一定程度上推動了旅游業的快速發展。近年來有學者對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新疆。巴州旅游資源獨具特色，旅游資源種類多樣，擁有浩瀚沙漠、蒼茫戈壁、蔥郁綠洲、廣袤草原、逶迤雪山、湛藍湖泊、絲路古道、民族風情、歷史文化等各類旅游資源。巴州地域遼闊，地形復雜，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）（庫爾勒、尉犁、輪臺、若羌、且末）之間的氣候有較大差異，高山地區春秋相連，終年無夏，平原地區則四季分明，這使得巴州的旅游氣候在其南、北部有著很大的差異，針對巴州旅游氣候舒適度的評價以及時空分布特征研究相當薄弱，因此對巴州旅游氣候舒適度進行分析評價很有必要。

利用巴州12個代表站點1990—2019年的氣候資料，采用溫濕指數、風效指數、著衣指數以及綜合舒適度指數，對巴州旅游氣候舒適度進行分析，同時劃分了旅游舒適期，對巴州的旅游發展、游客出游時間計劃等具有參考價值。

1 旅游資源概況

巴州總面積47.15萬km2，占新疆總面積的四分之一，是中國面積最大的地級行政區，下轄八縣一市。根據地理環境分為北部天山山區、焉耆盆地、庫尉輪、且若平原和阿爾金山、昆侖山5個區域。巴州地形及氣象站點分布見圖1。巴州南北跨度大，旅游資源多樣且獨具特色，境內有沙漠、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。目前有國家5A級旅游景區2家、4A級旅游景區8家、3A級旅游景區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”、一線穿越四季的獨庫公路、最大的內陸淡水湖博斯騰湖、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、塔克拉瑪干沙漠、金沙灘、羅布泊、鐵門關等旅游勝地。

圖1 巴州地形及氣象站點分布

2 資料和方法介紹

2.1 資料

為了能對巴州的氣候做較為全面綜合的分析，本文選取庫爾勒、尉犁、輪臺、和靜、和碩、焉耆、博湖、若羌、且末、巴音布魯克、巴倫臺、塔中12個國家氣象觀測站1990—2019年的常規氣象要素觀測資料。

2.2 研究方法

旅游氣候舒適度是指人們在正常情況下開展活動，而不受外界因素影響的氣候條件，本文采用溫濕指數、風效指數、著衣指數3個指標[2，17]對研究區域進行評價。

2.2.1溫濕指數

溫濕指數（THI）是由俄國學者提出來的，最初稱為有效溫度，計算公式如下：

其中Td為華氏溫度。溫濕指數是通過溫度和濕度的綜合，反映人體與周圍環境的熱量交換。將華氏溫度換算為攝氏溫度，其計算公式如下：

其中，THI為溫濕指數，t是攝氏溫度（℃），f為相對濕度（%）。

2.2.2風效指數

風效指數（K）既考慮了體表散熱也考慮了太陽輻射后人體的增熱，它是反映體表與周圍環境之間的熱交換，即體表單位面積的熱交換率（正值為吸熱，負值為散熱）。計算公式如下：

其中，K為風效指數，t是攝氏溫度（℃），v為風速（m/s），s是日照時數（h/d）。將溫濕指數、風效指數與多數人體感覺程度相比較，形成不同的分類等級（表1）。

表1 溫濕指數、風效指數級別及賦值

2.2.3著衣指數

著衣指數（ICL）是指人們通過穿著不同的衣服來改變對氣候的不舒適性，計算公式如下：

其中，ICL為著衣指數，H代表人體代謝率的75%，本文取輕活動量下的代謝率H=87 W/m2；a表示人體對太陽輻射的吸收情況，本文取0.06；R表示垂直陽光的單位面積土地所接收的太陽輻射，單位是W/m2，為方便計算，取人造衛星測得的數值，R為1 366 W/m2；α是太陽高度角，隨緯度發生變化，設某地的緯度為β，則夏季α=90-β+23°26'，冬季α=90-β-23°26'，春秋季α=90-β[23]。著衣指數級別及賦值如表2。

表2 著衣指數級別及賦值

2.2.4旅游氣候舒適性評價模型

根據馬麗君等[16]的方法，將溫濕指數、風效指數和著衣指數加以綜合，構建適合本地的旅游氣候舒適性評價模型，其計算公式為：

其中，CCI代表綜合舒適指數，XTHI、XK和XICL分別代表溫濕指數、風寒指數和著衣指數，0.6、0.3、0.1為各指數的加權系數。旅游氣候舒適度綜合判斷指標如表3。

表3 旅游氣候舒適度綜合判斷指標

3 結果分析

3.1 溫濕指數、風效指數、著衣指數

將計算得到的巴州各地溫濕指數（THI）、風效指數（K）和著衣指數（ICL）的值對應的級別綜合在一起（如THI值對應為e級，K值對應為c級，ICL值對應為d級，則綜合記為ecd），得到表4。根據表1、表2中THI、K、ICL對應的感覺程度確定氣候舒適程度。

表4 巴州各地溫濕指數（THI）、風效指數（K）及著衣指數（ICL）

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

根據風效指數分析，巴音布魯克山區6—9月的風體感舒適，其他月份為冷風或涼風，不適宜旅游，巴倫臺山區4—10月的風體感舒適，適宜旅游的時間較長。庫尉輪、焉耆盆地、且若平原各地的風3—10月體感為舒適或暖熱，其中6—8月為暖熱風，而4—5月和9—10月體感舒適，最適宜旅游，冬季體感較冷。

根據著衣指數分析，除天山山區，巴州各地舒適時間是5—9月，不舒適時間是1—2月和11—12月，不舒適時間基本都在冬季，一年四季穿衣指數跨度大。天山山區的巴音布魯克一年均在e、d、c級，多數時間為秋冬服裝，僅6—9月較舒適；而巴倫臺舒適時間是6—8月，不舒適時間是1—3月和11—12月。庫尉輪、焉耆盆地、且若平原舒適時間是5—9月，不舒適時間是1—2月和11—12月，一年中穿衣指數等級從e級到C級橫跨七級，夏季穿衣指數在B、C級，秋季從A級逐漸降到d級，春季從d級逐漸升到A級，而冬季在e、d級。

3.2 巴州各地旅游舒適期分析

根據公式（5），將計算得到的各地月綜合舒適指數進行劃分，結果如表5。庫尉輪、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。天山山區中高海拔地區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，不適宜旅游的時間長達5個月；而低海拔地區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，適宜旅游的時間長達5個月。且若平原除塔中地區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 旅游氣候舒度時空變化及適宜旅游期劃分

選取庫爾勒、巴音布魯克、巴倫臺、焉耆、若羌作為巴州山區、盆地、平原的代表站點（其中巴音布魯克、巴倫臺代表天山山區，焉耆代表盆地，庫爾勒、若羌代表平原）。在6—8月巴音布魯克月綜合舒適度指數較高，其它月份均較低；同樣屬于山區的巴倫臺，由于海拔較低，4—10月的月綜合舒適度指數都比較高。而位于平原的庫爾勒、若羌、焉耆僅在4—5月、9—10月月綜合舒適度指數相對較高，但6—8月焉耆月綜合舒適度指數僅次于巴倫臺和巴音布魯克，明顯高于庫爾勒、若羌，說明雖然同在平原地區，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的全年分布來看，巴音布魯克舒適度指數較高的季節為夏季，巴倫臺、焉耆為春夏秋三季，而庫爾勒、若羌為春秋兩季；巴音布魯克、巴倫臺月綜合舒適度指數呈單峰型，但巴倫臺為平緩的單峰型，庫爾勒、若羌、焉耆呈雙峰型，但庫爾勒、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，計算得到春夏秋冬四季各地綜合舒適度指數（圖3）。其中，橫坐標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—焉耆盆地—環塔克拉瑪干沙漠綠洲，縱坐標為各地氣候舒適度季節指數值。可以看出，夏季隨著緯度的降低，氣候舒適度指數呈下降趨勢，說明氣候舒適度由北向南逐漸降低，巴州北部天山山區旅游氣候優于平原北部，平原北部優于平原南部；冬季各地指數普遍較低，隨著緯度的降低，氣候舒適指數呈上升趨勢，說明氣候舒適度南高北低，但整個冬季巴州范圍內都不適合開展旅游活動；春季和秋季，隨著緯度的降低，氣候舒適指數呈上升趨勢，說明氣候舒適度南高北低，巴州平原南部旅游氣候優于平原北部，平原北部優于北部天山山區。

圖3 各地季節綜合舒適指數變化

4 結論與討論

利用巴州12個國家氣象站點1990—2019年間的月平均氣溫、月平均相對濕度、月平均風速等氣候要素數據，計算得到溫濕指數（THI）、風效指數（K）、著衣指數（ICL）和綜合舒適度指數（CCI），進而對其空間分布規律及各月份氣候的舒適性進行了分析，同時揭示了巴州年均氣候舒適期的空間分布及其季節性差異，得出以下結論：

（1）巴州從北到南氣候差異明顯。庫尉輪、焉耆盆地旅游區舒適期在4—5月和9月，天山山區中高海拔旅游區舒適期在6—8月，而低海拔旅游區舒適期在5—9月，且若平原旅游區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高海拔旅游區最長為5個月，其它各地均為3個月。

（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較高的季節為夏季，巴倫臺為春夏秋三季，而庫爾勒、若羌、焉耆為春秋兩季；巴音布魯克、巴倫臺月綜合舒適度指數呈單峰型，庫爾勒、若羌、焉耆呈雙峰型，但夏季焉耆氣候舒適度明高于庫爾勒、若羌，更適宜旅游，適宜旅游的舒適期更長。

（3）通過對巴州各地季節綜合舒適指數的分析可以發現，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。依據季節綜合舒適指數指標，春季和秋季各地區旅游舒適度排序依次為且若平原＞庫尉輪、焉耆盆地＞天山山區；夏季天山山區＞焉耆盆地＞庫尉輪＞且若平原；冬季隨著緯度的降低，氣候舒適指數呈上升趨勢，但整個冬季巴州范圍內都不適合開展旅游活動。巴州各地可根據本地旅游氣候特點進行旅游資源開發，如冬季巴州各地都不適合開展旅游活動，但巴音布魯克和焉耆盆地等緯度較高地區可以利用冬季的寒冷氣候和優質的冰雪旅游資源，著力發展冰雪專項旅游。此外巴州一年四季災害頻發，特別是春夏季，春季3—5月是平原地區大風、沙塵暴的多發期，夏季6—8月是高溫、暴雨的多發期，在適宜旅游時期，旅游在一定程度上勢必會受到這些氣象災害的不利影響。