六春湖攝影氣象指數預測評價研究

張琦 ZHANG Qi；萬佳靜 WAN Jia-jing；蔣帥 JIANG Shuai

（①龍游縣氣象局，龍游 324400；②氣象災害預測預警與評估協同創(chuàng)新中心/南京信息工程大學，南京 210044；③鹽都區(qū)氣象局，鹽城 224055）

0 引言

六春湖地區(qū)所在地衢州，位于長江三角洲地區(qū)、浙江省西部、錢塘江上游，地理坐標為東經118°01′～119°20′，北緯28°14′～29°30′，地形以山地丘陵為主，屬亞熱帶季風氣候。六春湖景區(qū)位于衢州石屏鄉(xiāng)和龍游縣的交界處，海拔1390.5m，為龍游地區(qū)最高峰，名為湖實則為山。年平均氣溫16.5～19.1°C，年平均降雨量1669.2mm，年平均日照時數4.8h。六春湖屬國家一級生態(tài)保護區(qū)，位于浙西大竹海國家森林公園腹地，具有豐富的高山生態(tài)資源。

為深入踐行“兩山”理念，建設“活力四射”、“美麗幸福”的浙西新明珠，以浙江豐富的山地資源為依托、發(fā)展休閑度假產業(yè)為主要目的，充分發(fā)揮“旅游+生態(tài)”和“旅游+體育”等優(yōu)勢，實現山地“觀光游”向“度假游”轉變。2020年衢州六春湖入選“浙江省首批山地休閑度假發(fā)展試點”。《2021 年六春湖氣候分析及服務情況》中提出，加強景區(qū)立體小氣候生成機理分析研究，建立景區(qū)安全運營氣象災害防御體系；開展高山森林碳中和效應和氣候康養(yǎng)科學研究，打造“人與自然和諧發(fā)展”的示范區(qū)。2022 年六春湖被評為浙江省新十大名山公園之一。同時，依托六春湖名山公園輻射效應，為區(qū)域發(fā)展創(chuàng)造生態(tài)資本、積累綠色財富。為充分挖掘推廣六春湖“氣象景觀”資源，提升全域旅游示范創(chuàng)建水平，2023 年龍游縣委宣傳部、縣文化和廣電旅游體育局、縣氣象局聯合舉辦了六春湖最美氣象景觀攝影比賽，吸引了廣大攝影愛好者積極參與。攝影作品從云霧、雨露、冰雪、光、花等景觀類型，多角度呈現了龍游六春湖的旖旎風光。

公園內蔥蔥竹林綿亙不斷、春季高山杜鵑漫山遍野，夏季氣候涼爽宜人、秋季蘆葦落葉相映襯，冬季一派北國風光，為攝影愛好者進行攝影創(chuàng)作提供了良好的平臺（圖1）。關于六春湖地區(qū)的相關研究較少。吳渭明[1]等從神話故事的角度講述了六春湖—桃源尖萬畝杜鵑長廊景觀的盛況；茍愛萍[2]等從氣候變化角度，利用ColorImpact 4 軟件和網絡數據爬取對六春湖地區(qū)環(huán)境要素及在地性色彩進行提取，得出六春湖地區(qū)春秋氣候溫差大，導致環(huán)境色相跨度大以及氣候對人的心理及視覺具有一定影響。最后從色彩建設角度為六春湖地區(qū)未來景觀規(guī)劃及發(fā)展建設方向提供設計建議。楊春華等[3]對茶卡鹽湖景區(qū)的氣象要素進行分析統(tǒng)計，構建了茶卡鹽湖景區(qū)天空之鏡攝影指數預測模型。根據云量、風、能見度和降雨將天空之鏡攝影氣象指數分為4 級，分別為無影響、影響較小、影響較大和影響很大，并提供了相應的攝影建議和措施。氣象條件在一定程度上決定了攝影效果，也影響了攝影創(chuàng)作者的拍攝靈感。如果天氣狀況不佳，攝影效果較差。其中氣溫、降雨、能見度和云等對攝影有直接影響，天氣狀況也會通過間接影響攝影創(chuàng)作者的視覺感知和創(chuàng)作靈感影響攝影效果。本研究將氣象因子作為攝影創(chuàng)作的影響因子，根據氣象條件對六春湖景區(qū)攝影氣象指數進行分級，建立六春湖攝影指數預測模型，結果將為六春湖景區(qū)的游客提供可靠的攝影創(chuàng)作依據。

圖1 六春湖景區(qū)旅游攝影基地

1 資料與方法

選取六春湖景區(qū)近30 年常規(guī)氣象數據，以及2020 年1 月9 日至2023 年1 月9 日逐日平均氣溫、風速、降雨量和能見度等氣象資料。

2 六春湖氣候特征

2.1 降雨對攝影指數的影響

降雨會影響攝影工作的進行和圖像清晰度，根據雨量等級確定對當日的攝影指數的影響等級。六春湖上站降雨資料有效天數879 天，其中402 天無降雨，影響攝影指數等級為1，占總樣本數的45.7%；340 天降雨達到小雨級別，影響攝影指數等級為2，占總樣本數的38.7%；87 天降雨達到中雨級別，影響攝影指數等級為3，占總樣本數的9.9%；50 天為大雨或暴雨及以上級別的降雨，影響攝影指數等級為4，占總樣本數的5.7%。六春湖上站降雨日數多，降雨量充沛。根據降雨量等級劃分影響攝影指數的等級，結果如表1 所示。

表1 降雨對攝影指數的影響等級

2.2 能見度對攝影指數的影響

能見度影響攝影清晰度和色彩。根據能見度狀況等級確定對當日的攝影指數的影響等級。六春湖上站能見度有效天數879 天，其中能見度≥15 公里，能見度好，視野清晰，影響攝影指數等級為1，共計468 天，占總樣本數的53.2%；能見度為5～15 公里，能見度一般或較差，視野較清晰，影響攝影指數等級為2，共計175 天，占總樣本數的19.9%；能見度為1～5 公里，能見度較差或差，視野不清晰，影響攝影指數等級為3，共計120 天，占總樣本數的13.7%；能見度＜1 公里，能見度很差或極差，視野不清晰，山頂有霧出現，影響攝影指數等級為4，共計116 天，占總樣本數的13.2%。六春湖上站海拔高，易出現有霧天氣，影響攝影氣象指數等級。根據能見度劃分影響攝影指數的等級，結果如表2 所示。

表2 能見度對攝影指數的影響等級

2.3 風速對攝影指數的影響

風速或風向會影響攝影鏡頭的穩(wěn)定性，直接影響照片成像的清晰度。根據風速等級確定對當日的攝影指數的影響等級。六春湖上站風速有效天數879 天，其中風速≤3.3m/s，為輕風及以下級別，對攝影創(chuàng)作無影響，影響攝影指數等級為1，共計453 天，占總樣本數的51.5%；風速為3.4～5.4m/s，為微風級別，對攝影創(chuàng)作影響較小，影響攝影指數等級為2，共計338 天，占總樣本數的38.5%；風速5.5～7.9m/s，為和風級別，對攝影創(chuàng)作影響較大，影響攝影指數等級為3，共計79 天，占總樣本數的9.0%；風速≥8 m/s，為勁風及以上級別，對攝影創(chuàng)作影響很大，影響攝影指數等級為4，共計9 天，占總樣本數的1.0%。根據風速等級劃分影響攝影指數的等級，結果如表3 所示。

表3 風速對攝影指數的影響等級

2.4 相對濕度對攝影指數的影響

空氣濕度大會影響空氣的透明度，降低攝影效果。總云量與相對濕度呈顯著正相關[4]。攝影時天空中的云量會影響圖像構圖及美感。因此選擇相對濕度作為影響攝影氣象指數的因子。六春湖上站相對濕度有效天數879 天，山頂的相對濕度高，上站的空氣平均相對濕度約為84.3%。相對濕度為40%～60%，空氣潮濕，為人體最適濕度區(qū)間，對攝影指數無影響，共計86 天，占總樣本數的9.8%；相對濕度為60%～90%，空氣濕潤，對攝影指數影響較小，共計369 天，占總樣本數的42.0%；相對濕度為＜40%，空氣干燥，易引起人體不適，對攝影指數影響較大，共計21 天，占總樣本數的2.4%；相對濕度為>90%，空氣特別潮濕，此時山頂可能起霧，影響能見度，對攝影指數影響很大，共計403 天，占總樣本數的45.8%。根據相對濕度狀況劃分影響攝影指數等級，結果如表4 所示。

表4 相對濕度對攝影指數的影響等級

3 攝影指數預測模型

根據六春湖上站的降雨量、能見度、風速和相對濕度四個氣象因子資料，建立六春湖攝影指數預測模型[3]：

式中：Ir 為六春湖攝影指數，用于表示氣象因子對攝影效果好與差的影響程度，其值越大，則氣象條件越不利于攝影。Sr、Sv、Sh 和Sp 分別是六春湖上站的降雨量、能見度、相對濕度和風速對攝影指數的影響等級。f1、f2、f3 和f4分別是六春湖上站的降雨量、能見度、相對濕度和風速對攝影指數的影響權重系數。根據各類氣象因子指標的重要性進行加權處理，確定六春湖攝影指數預測指標體系中各指標的權重數，以保證預測準確的科學性。各氣象因子對六春湖攝影指數的影響力依次為降雨量、能見度、相對濕度和風速。表5 是各因子對六春湖攝影指數的影響權重值[3]。

表5 攝影指數的氣象影響權重值

4 攝影指數分級評價

選取2020 年1 月9 日至2023 年1 月9 日的降雨量、能見度、相對濕度和風速數據建立攝影氣象指數分級評價。數據樣本共計1096 天，其中缺測記錄217 天，可用數據樣本共計879 天。其中2021 年的缺測數據最多，共119天。根據表6 攝影氣象指數分級表進行分級，將攝影指數等級分為四級。攝影指數值越大，說明攝影氣象條件差，越不適合攝影。

表6 攝影指數等級分類

一級適宜攝影：降雨量為0，天氣晴朗；山頂能見度≥15km，能見度極好，視野清晰；風速＜3.3m/s，輕風級別及以下，人體體表舒適度高；山頂相對濕度為40%～60%，環(huán)境濕度適宜。攝影氣象條件好，非常適宜攝影。

二級適宜攝影：降雨量0～10mm，小雨級別；山頂能見度5～15km，能見度較好，視野較清晰；風速3.4～5.4m/s，微風級別，此時風速能使旌旗展開；人體體表舒適度較高；山頂相對濕度為60%～90%，環(huán)境濕度高，高濕度可能會引起雨、霧出現。滿足其中任一條件則被歸類為二級較適宜攝影，此時攝影氣象條件較好，較適宜攝影。攝影指數值越大，適宜程度逐漸變差。

三級一般適宜攝影：降雨量10～25mm，中雨級別；山頂能見度1～5km，能見度一般，視野較差；風速3.4～5.4 m/s，和風級別，此時風速能吹起塵土，可能引起人體不適；山頂相對濕度＜40%，環(huán)境濕度低，空氣干燥。滿足其中任一條件則被歸類為三級較適宜攝影，此時攝影氣象條件一般，較不適宜攝影。攝影指數值越大，適宜程度逐漸變差。

四級不適宜攝影：降雨量>25mm，大雨及暴雨級別；山頂能見度＜1km，能見度很差，視野不夠清晰；風速3.4～5.4m/s，勁風及強風級別，此時風速能使小樹搖擺或電線發(fā)出聲響，風速較大可能存在安全隱患；山頂相對濕度為>90%，環(huán)境濕度高，高濕度可能會引起雨、霧出現。滿足其中任一條件則被歸類為四級較適宜攝影，此時攝影氣象條件差，不適宜攝影。攝影指數值越大，越不適宜攝影。

5 攝影指數分級結果

取樣本數據共計879 天，適宜攝影天數共計46 天，占總樣本數的5.2%；較適宜攝影天數共計458 天，占總樣本數的52.1%；較不適宜攝影天數共計310 天，占總樣本數的35.2%；不適宜攝影天數65 天，占總樣本數的7.4%。其中春夏秋冬四季分別為202 天、195 天、240 天和242 天。滿足適宜或較適宜攝影的天數（攝影指數值≤2）共504天，春夏秋冬四季分別有111 天、129 天、133 天和131 天，占比為55.0%、66.2%、55.4%和54.1%。可以看出，夏季、秋季是較適宜攝影的季節(jié)，春季次之，冬季適宜攝影的天數較少。

選取2022 年數據為例，統(tǒng)計其全年攝影氣象指數適宜度分布狀況。全年有197 天適宜或較適宜攝影，春夏秋冬四季滿足適宜或較適宜攝影的天數分別為47 天、68天、52 天和30 天。圖2 是四季攝影適宜度占比圖，四季中六春湖的夏季是最適宜攝影的季節(jié)，秋季和春季次之，冬季最差。

圖2 2022 年四季攝影適宜度占比圖

6 結論

六春湖景區(qū)降雨量、風速、相對濕度和能見度等氣象因子對攝影效果有影響。

根據攝影氣象指數大小，認為六春湖景區(qū)山頂最適宜攝影的季節(jié)是夏季，秋季和春季次之。