麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)研究

黃 彬，劉雯麗，賀漢清

廣東省梅州市氣象局，廣東梅州 514021

氣候是指一個地區(qū)大氣的多年平均狀況，主要的氣候要素包括氣溫和降水、風速等，氣候變化會影響人類居住環(huán)境和人類的生存活動。隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，旅游出行體量不斷攀升，旅游氣候適宜度評價日益受到社會重視，氣候?qū)β糜尉哂兄苯踊蜷g接的影響，良好的天氣和氣候方便人們外出旅行，是人們外出旅行的重要動機之一。國內(nèi)外專家開展天氣旅游的研究已有一定的研究成果，但目前大多數(shù)研究均對各類指數(shù)公式進行適宜度評價，未根據(jù)實地進行指數(shù)開發(fā)和應用[1-7]。有針對性地研究和分析了廣東省梅州市南口鎮(zhèn)麓湖山莊杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)，得出具體結(jié)論方法。

梅州市位于廣東省東北部，地處閩、粵、贛三省交界，是全球最有代表性的客家人聚居地，被譽為“世界客都”。梅州地處低緯，緊臨南海、太平洋，且受山區(qū)特定地形影響，具有夏日長、冬日短、氣溫高、光照充足和雨水豐盈且集中等低緯氣候特點，又具有冷熱懸殊、氣流閉塞、易有旱澇災害、地形小氣候突出等山區(qū)氣候特點。南口鎮(zhèn)麓湖山莊，位于廣東省梅州市南口鎮(zhèn)海拔450 m下的麓湖山，背靠著名的旅游景區(qū)“華僑鄉(xiāng)”，占地面積約4 km2(建設用地約1.53 km2)，是國家級文化產(chǎn)業(yè)園區(qū)，屬于亞熱帶季風氣候，適宜種植杏花。麓湖山的杏花屬于觀賞性樹種，花開繁盛但不結(jié)果，經(jīng)過10余年的精心栽種，現(xiàn)已蓊郁成林，麓湖山現(xiàn)種植杏花有2萬多株，杏花在每年的立春前后盛開，在天氣好的情況下一顆數(shù)盛花期能持續(xù)近1個月，每到杏花開放時節(jié)便成為旅游旺季。

利用2015—2022年8年杏花觀賞期內(nèi)梅縣南口鎮(zhèn)雷達氣象觀測站的觀測資料，參考國家氣候中心發(fā)布的《中國氣候宜居城市(縣)評價技術(shù)指南(試行)》中的濕度指數(shù)、度假氣候指數(shù)、《人均環(huán)境氣候舒適度評價》風效指數(shù)K利用多元線性統(tǒng)計分析法、百分位數(shù)法，開展麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)研究。通過預報方程在重大節(jié)假日及轉(zhuǎn)折性天氣來臨前發(fā)布麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)預測，指導公眾安全、合理安排出行計劃。

1 研究方法和數(shù)據(jù)來源

1.1 選取的氣象要素

選取南口麓胡山景區(qū)的南口鎮(zhèn)氣象局雷達氣象觀測站的觀測資料為研究數(shù)據(jù)(南口鎮(zhèn)氣象局雷達氣象觀測站位于麓湖山莊山頂，具有代表性)，南口雷達氣象4個要素(溫度、降水、風速、風向)觀測站建站時間2004年8月9日，據(jù)當?shù)囟嗄杲y(tǒng)計，杏花花期多在1—3月開放，研究選取2015—2022年8年的1—3月平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、最小相對濕度、平均相對濕度、降水、2 min平均速度等觀測資料。由于南口雷達觀測站沒有云量和日照數(shù)據(jù)，涉及的云量、日照數(shù)據(jù)以梅縣國家基本氣象站的資料代替。

1.2 杏花溫濕指數(shù)(TE)、氣候度假指數(shù)(IHC)、風效指數(shù)(K)

目前，關(guān)于旅游氣候適宜度分析評價研究已經(jīng)有好多年，在長期的研究和實踐中，國內(nèi)外專家學者從不同角度研究了多種分析評判指標，探討了不同氣象要素對人類機體的適宜度影響。參照國家氣候中心發(fā)布的《中國氣候宜居城市(縣)評價技術(shù)指南(試行)》，計算溫濕指數(shù)、度假氣候指數(shù)、風效指數(shù)。氣候度假指數(shù)分級表見表1、溫濕指數(shù)及風效指數(shù)等級劃分標準見表2。

表2 溫濕指數(shù)及風效指數(shù)等級劃分標準

式(1)～(3)中，TE代表溫濕指數(shù)(單位為℃)；IHC代表氣候度假指數(shù)，取整數(shù)；K代表風效指數(shù)，H代表日平均相對濕度(單位為%)；TA代表日平均溫度(單位為℃)；R代表日降水量(單位為mm)；C代表日總云量；S代表日照(單位為 h/d)。

1.3 麓湖山杏花近8年氣候度假指數(shù)(IHC)、溫濕指數(shù)(TE)、風效指數(shù)(K)

通過登錄廣東省農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務系(AGROS)調(diào)取南口鎮(zhèn)氣象局雷達氣象觀測站歷史數(shù)據(jù)，利用以上公式計算出2015—2022年8年1—3月南口麓湖山氣候度假指數(shù)、溫濕指數(shù)、風效指數(shù)分布具體數(shù)值見表3。

表3 近8年麓湖山氣候度假指數(shù)、溫濕指數(shù)、風效指數(shù)

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，近8年氣候度假指數(shù)最高等級9級理想狀態(tài)天數(shù)在30 d，占比4.17%，8級特別適宜天數(shù)在120 d，占比16.7%，7級很適宜天數(shù)在180 d，占比25%，6級適宜天數(shù)300 d，占比42%，5級可以接受天數(shù)60 d，占比8.4%，未出現(xiàn)4級以下不適合級別，大部分分布在7級很適宜和6級適宜之間，近8年平均值為70屬于7級很適宜，充分展現(xiàn)了南口麓湖山觀賞的優(yōu)越條件。近8年來麓湖山溫濕指數(shù)(TE)中1級寒冷天數(shù)210 d，占比29.2%，2級冷的天數(shù)300 d，占比42%，3級舒適天數(shù)210 d，占比29.2%，平均溫濕指數(shù)(TE)15.328，觀賞杏花天氣屬于偏冷，需注意保暖。近8年風效指數(shù)(K)3級舒適的天數(shù)150 d，占比20.8%，2級偏冷天數(shù)420 d，占比66.7%，1級感覺很冷的天數(shù)150 d，占比20.8%，平均風效指數(shù)(K)-358.83，風效指數(shù)和溫效指數(shù)結(jié)論吻合，也屬偏冷。由此分析，麓湖山1—3月應重點關(guān)注濕度和風對杏花的影響，麓湖山適合種植和觀賞杏花。

1.4 麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)

采用馬麗君等[8]的研究，以溫濕指數(shù)、度假氣候指數(shù)、風效指數(shù)為基礎，采用專家打分確定各分指數(shù)的權(quán)重，建立了一個麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)評價模型，其計算公式如下：

根據(jù)公式(4)計算2015—2022年1—3月麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)XHZS，采用百分位計算法，百分位數(shù)是指如果將一組數(shù)據(jù)從小到大排序，并計算相應的累計百分位，則某一百分位所對應數(shù)據(jù)的值就稱為這一百分位的百分位數(shù)。可表示為：一組n個觀測值按數(shù)值大小排列。例如：處于p%位置的值稱第p百分位數(shù)，可用公式i=n×p%計算，若i不是整數(shù)，則向上取一個比i大的整數(shù)，若i是整數(shù)，取第i項和第i+1項數(shù)據(jù)的平均數(shù)。通過此方法分別計算10%、30%、70%和90%對應的百分位數(shù)；以上述百分位數(shù)為臨界閾值，劃分出麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)的5個等級，并集合提出各個等級的溫馨提示語見表4。近8年麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)XHZS平均值為-88.4，等級屬于三級較適合賞杏，居民可以通過氣象預報發(fā)布的溫馨提示判斷近幾日是否去南口麓湖山參觀杏花。

表4 杏花觀賞等級及溫馨提示

2 建立麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)XHZS預報方程

為進一步做好預報，方便直接計算得出麓湖山杏花觀賞適宜度指數(shù)XHZS，可以根據(jù)廣東省農(nóng)業(yè)氣象系統(tǒng)(AGROS)直接提取歷史和在線數(shù)據(jù)，如日平均風速、日平均相對濕度、日平均溫度、日最高最低溫度。剔除日照系數(shù)，選取容易獲取且相關(guān)性較好的4個氣象堅持要素日平均溫度、平均風速、日最高溫度、日最低溫度，利用多元線性統(tǒng)計分析得到麓湖山觀賞氣候適宜指數(shù)胡XHZS預報方程公式如下：

式(5)中，T為日平均溫度；v為平均風速；Tmax為日最高溫度；Tmin為日最低溫度。在日常預報服務中，將預報的要素值代入式(5)，即可得到麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)。表5統(tǒng)計了8年麓湖山杏花開花時麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)等級分布情況，并從8年數(shù)據(jù)統(tǒng)計得出，最適宜觀賞杏花的平均溫度為10 ℃左右，平均風速為1.5 m/s左右。

表5 杏花開放日麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)等級

3 結(jié)論

通過分析麓湖山杏花近8年氣候度假指數(shù)(IHC)、溫濕指數(shù)(TE)、風效指數(shù)(K)和麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指數(shù)XHZS等級及預報方程的研究表明：

(1)經(jīng)過近8年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，麓湖山氣候度假指數(shù)近8年平均值為70，屬于7級很適宜，其中適宜天數(shù)占比71.2%，充分展現(xiàn)了麓湖山優(yōu)越條件。麓湖山溫濕指數(shù)(TE)、風效指數(shù)(K)近8年平均值在15.328、-358.830，屬于冷，適宜杏花生長和觀賞。

(2)通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)合麓湖山觀賞氣候適宜度指數(shù)XHZS等級及預報方程研究表明，最適宜觀賞杏花的平均溫度為10 ℃左右，平均風速為1.5 m/s左右。

(3)結(jié)合氣候度假指數(shù)(IHC)、溫濕指數(shù)(TE)、風效指數(shù)(K)，利用內(nèi)行專家打分和百分位算法，建立麓湖山杏花觀賞氣候適宜度指 數(shù)綜合評價模型，并給其分為5個等級附相關(guān)提溫馨提示，使得公眾更直接了解天氣對健康活動的影響，幫助其合理規(guī)劃旅游安排。

(4)利用多元線性統(tǒng)計分析得出麓湖山觀賞氣候適宜指數(shù)胡XHZS預報方程公式，選取相關(guān)性較好的4個氣象要素日平均溫度、平均風速、最高溫度、最低溫度，為開展杏花特色研究和日常旅游預報提供重要參考依據(jù)。