(承德市氣象局,承德市,067000) 王朋朋 薛思嘉 陸倩 譚國(guó)明 張曉輝 周世茹 易永力 孟旭芹
河北省地處華北,北依燕山,南望黃河,西靠太行,外環(huán)渤海,是我國(guó)旅游資源大省。氣候是決策人們旅游出行的重要指標(biāo),氣候舒適性是影響一個(gè)地區(qū)旅游業(yè)發(fā)展的重要因素,溫度的高低、濕度是否適宜以及太陽輻射的強(qiáng)弱影響著人們對(duì)旅游目的地的選擇,適宜的氣象條件能消除人的疲勞,使人的體力和精力能較快地恢復(fù),甚至能夠使一些疾病得到緩解和治愈(柏秦鳳等,2009)。有關(guān)旅游氣候舒適性,國(guó)內(nèi)外學(xué)者已有諸多報(bào)道,如Terjung 早在1966年已提出氣候舒適度指數(shù)的概念,加拿大氣象局建立了舒適性指數(shù)測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)模型(Houghton,1985),Richardson和Loomis分析了氣溫對(duì)游客旅游需求的影響(2004)。國(guó)內(nèi)也有相關(guān)學(xué)者利用不同評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)國(guó)內(nèi)的旅游景點(diǎn)及地區(qū)的旅游氣候資源進(jìn)行評(píng)價(jià)(張波等,2017;馬麗君等,2011;張瑩等,2013;孫根年等,2014 彭貴康等,2010;彭林英,2011;彭潔等,2011;黨冰等,2013;牛廣山等,2009)。關(guān)于河北省旅游氣候舒適度的研究已有諸多報(bào)道,如龔宇(2009)通過利用唐山不同旅游區(qū)30年氣象資料,對(duì)各月旅游氣候舒適度進(jìn)行了分析;張從哲(2011)分析了木蘭圍場(chǎng)國(guó)家森林公園旅游環(huán)境變化特征;賈蓓西(2012)分析了河北省主要旅游城市的旅游最適宜期。
前人的研究更多局限于對(duì)某旅游景區(qū)或某市旅游氣候舒適度的評(píng)價(jià),為了更進(jìn)一步了解河北省旅游氣候資源精細(xì)化時(shí)空分布特征,本文利用1980~2017 年11 市氣象站逐日觀測(cè)資料,分析了河北省各市溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、穿衣指數(shù)和旅游氣候舒適指數(shù),揭示了河北省旅游氣候適度的時(shí)空變化特征,為合理開發(fā)旅游資源、合理安排旅游出行時(shí)間提供科學(xué)依據(jù),此外也是宣傳河北省旅游特色,提高旅游知名度的有效途徑。
采用資料為河北省19801~2017年11市氣象站逐日平均氣溫、平均相對(duì)濕度、平均風(fēng)速和日照時(shí)數(shù)等觀測(cè)資料。
采用溫濕指數(shù)(THI)、風(fēng)效指數(shù)(K)、穿衣指數(shù)(ICL)以及旅游氣候舒適度(C)評(píng)價(jià)1980~2017 年河北省旅游氣候舒適度(賈蓓西等,2012;崔峰等,2013;馬麗君等,2010),普遍公認(rèn)的計(jì)算方法如下:
1.2.1 溫濕指數(shù)
溫濕指數(shù)表征溫度和濕度對(duì)人體舒適度的影響,當(dāng)溫度適宜時(shí),濕度對(duì)人體舒適程度的影響不顯著,當(dāng)溫度過高時(shí),空氣濕度對(duì)人體舒適程度的影響開始顯著(郭英之等,2003)。
表1 1980~2017年河北省夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)和穿衣指數(shù)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及賦值
上式中:THI 為溫濕指數(shù),t 為氣溫(℃),f 為相對(duì)濕度(%)。
1.2.2 風(fēng)效指數(shù)
風(fēng)效指數(shù)表征不同風(fēng)速、氣溫和日照環(huán)境下對(duì)人體舒適程度的影響,反映體表與周圍環(huán)境熱交換的過程,其值為正表示體表吸熱,為負(fù)表示散熱(范業(yè)正等,1998)。
上式中,t為氣溫(℃),v為風(fēng)速(m/s),h為日照時(shí)數(shù)(h/d)。
1.2.3 著衣指數(shù)
著衣指數(shù)表征人體著裝的熱阻尼值,單位為CLO,CLO 表示為衣料內(nèi)外的溫度差為0.155K 時(shí),每秒內(nèi)單位平方米衣料1 焦耳熱量通過的熱阻尼(劉清春等,2007)。
上式中,t為氣溫(℃),H為人體代謝率的75%,取輕活動(dòng)量下的代謝率H=87W/m2;a表示人體對(duì)太陽輻射的吸收情況,本文取a=0.06;R表示垂直于陽光的單位面積表面所接受的太陽輻射,依照世界氣象組織的推薦,取1367W/m2;?是太陽高度角,設(shè)某地的緯度為ψ,則夏季?=90°-ψ+23°26',冬季?=90°-ψ-23°26',春秋季?=90°-ψ;v為風(fēng)速(m/s)。
1.2.4 旅游氣候舒適度指數(shù)
參考馬麗君等(2009)以溫濕指數(shù)、風(fēng)寒指數(shù)和著衣指數(shù)為基礎(chǔ),采用專家打分和層次分析法確定各分指數(shù)的權(quán)重,建立了一個(gè)新的旅游氣候舒適性綜合評(píng)價(jià)模型,其計(jì)算公式如下:
上式中,C 為旅游氣候舒適度指數(shù),XTHI、XK和XICL分別為溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)和穿衣指數(shù)的分級(jí)賦值,0.6、0.3、0.1為各分指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。其中7≤C≤9為舒適5≤C<7為較舒適;3≤C<5為較不舒適;1≤C<3為不舒適。各指標(biāo)分級(jí)及賦值如表1所示。
圖1 為河北省1980~2017 年夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)和旅游氣候舒適度的年際變化特征。從圖1a 中可知河北省夏季溫濕指數(shù)總體呈上升-降低-上升的趨勢(shì),其中7月河北省溫濕指數(shù)最高,最大值出現(xiàn)在1991 年,為75.34,最小值為2004年,為70.89,38 年其間7 月溫濕指數(shù)平均值為73.14,結(jié)合表1 中溫濕指數(shù)對(duì)應(yīng)感覺程度來看,河北省7 月大部分時(shí)間段處于偏熱、較舒適范圍,1990~1992年7月溫濕指數(shù)均超過75,屬于悶熱、不舒適;河北省6 月溫濕指數(shù)最低,最小值出現(xiàn)在2008 年,為67.68,最大值出現(xiàn)在1992 年,為72.11,結(jié)合表1,河北省1980、1981 年和1999~2013 年6 月處于暖、舒適階段,其他年份均為偏熱、較舒適階段;8月溫濕指數(shù)最大值出現(xiàn)在1991年,為73.12,最小出現(xiàn)在2004 年,為68.70,結(jié)合表1 可以看出,2000~2010 年河北省8 月處于暖、舒適階段,其他均處于偏熱、不舒適階段。
圖1b 為河北省1980~2017 年夏季風(fēng)效指數(shù)年際變化特征,可以看出38年風(fēng)效指數(shù)呈降低-升高-降低的趨勢(shì),其中6 月風(fēng)效指數(shù)最低,變化范圍在-203.58~-143.68 之間,大部分時(shí)段為暖熱階段,2004、2008、2009 年為暖階段;7、8 月風(fēng)效指數(shù)普遍大于6 月,在-190.85~-129.58 之間變化,均屬于暖熱階段。
圖1c 表示河北省1980~2017 年夏季著衣指數(shù)的變化特征,可以看出6月份著衣指數(shù)最高,平均值為0.72,最大值出現(xiàn)在2004年,值為0.82,最小值出現(xiàn)在1991 年,值為0.94,根據(jù)表1 劃分原則,普遍著裝為襯衫和常用便服;7、8 月份著衣指數(shù)數(shù)值差異不大,在0.59~0.78 范圍內(nèi)變化,大部分時(shí)段著裝為輕便的夏裝,在1988 年7 月、1989~2010 年6 月和7月著衣指數(shù)均高于0.7,根據(jù)表1,普遍著裝均為襯衫和常用便服。
圖1d為旅游氣候舒適度的變化范圍,從圖中可以看出河北省1980~2017 年檢,夏季中6 月旅游氣候舒適度指數(shù)最高,平均值為5.50,結(jié)合表1得出屬于較舒適范疇,38 年間最大值出現(xiàn)在2008年,值為6.00,屬于較為舒適,最小值出現(xiàn)在2017 年,值為4.81,屬于較不舒適范疇,較不舒適占97%;7月旅游氣候舒適度指數(shù)最低,全月平均值為4.37,最大、最小值分別出現(xiàn)在1982 和2017 年,值分別為4.98 和3.36,均屬于較不舒適范疇;8 月旅游氣候舒適度指數(shù)大小介于6、7 月份之間,在3.99~5.51 之間,最大值、最小值分別出現(xiàn)在2004年和2017年,其中較舒適階占41.94%,其余年份均為較不舒適范疇。
圖1 1980~2017年河北省夏季溫濕指數(shù)(a)、風(fēng)效指數(shù)(b)、著衣指數(shù)(c)和旅游氣候舒適度指數(shù)(d)的年變化趨勢(shì)
圖2 為河北省1980~2017 年夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、穿衣指數(shù)和旅游氣候舒適度的日數(shù)變化。從圖中可以看出溫濕指數(shù)隨著日序的增加呈先升高后降低的趨勢(shì),最大值出現(xiàn)在夏季的第59 天,值為74.35,屬于偏熱,較舒適范疇,最小值出現(xiàn)在第2天,值為67.18,屬于暖,舒適范疇,其中第1~17 和87~92 天屬于暖,舒適范疇,其余時(shí)段屬于偏熱,較舒適范疇。風(fēng)效指數(shù)隨日序的增加呈先升高后降低的趨勢(shì),最大值出現(xiàn)在第72 天,值為-118.67,屬于暖熱階段,最小值出現(xiàn)在第1天,值為-206.66,屬于暖階段,其余時(shí)間均為暖熱階段。穿衣指數(shù)隨日序的增加呈先降低后升高的趨勢(shì),最小值出現(xiàn)在第59天,值為0.53,屬于著輕便的夏裝階段,最大值出現(xiàn)在第1 天,值為0.83,屬于著襯衫和常用便服階段,其中1~16d、22~23d 和87~92d 為著襯衫和常用便服階段,其余時(shí)段均為著輕便的夏裝階段。旅游氣候舒適度指數(shù)隨日序呈先降低后升高的趨勢(shì),最小值出現(xiàn)在第59天,值為3.93,屬于較不舒適階段,最大值出現(xiàn)在第1 天,值為6.29,屬于較舒適階段,26~79d屬于較不舒適階段,其余時(shí)段均為較舒適。
圖2 1980~2017年河北省夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)和旅游氣候舒適度指數(shù)候變化
表2 為河北省11 市1980~2017 年夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、穿衣指數(shù)和旅游氣候舒適度的變化規(guī)律。從表中可以看出6月河北省各市溫濕指數(shù)在68.75~73.95 之間,北部承德市、張家口市處于“暖,舒適”區(qū)域,其余地區(qū)均處于“偏熱,較舒適”區(qū)域;7月溫濕指數(shù)處于72.89~78.14 之間,北部承德市、秦皇島市、唐山市和張家口市處于“偏熱,較舒適”區(qū)域,中南部石家莊市、邢臺(tái)市、廊坊市、衡水市、邯鄲市、滄州市和保定市7月處于“悶熱,不舒適”區(qū)域;8月全省溫濕指數(shù)處于70.79~75.85之間,北部及中部承德市、秦皇島市、唐山市、張家口市、廊坊市、滄州市和保定市8月處于“偏熱,較舒適”區(qū)域,其他地域均處于“悶熱,不舒適”區(qū)域。
表2 1980~2017年河北省夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、穿衣指數(shù)和旅游氣候舒適度的空間變化
6月全省風(fēng)效指數(shù)處于-149.14~-87.35之間,最大值、最小值分別出現(xiàn)在邯鄲市和承德市;7月全省風(fēng)效指數(shù)處于-117.53~-67.81之間,最大值、最小值分別出現(xiàn)在邢臺(tái)市和張家口市,8 月全省風(fēng)效指數(shù)處于-123.32~-82.32,最大值、最小值分別出現(xiàn)在邯鄲市和張家口市,全省各市6、7、8 月均處于“暖熱”區(qū)域。
6 月全省穿衣指數(shù)處于0.51~0.76 之間,北部承德市、張家口市于6月通常著“襯衫和常用便服”,其余中部及南部大部分地區(qū)著衣指數(shù)處于0.51~0.69之間,6 月屬于著“輕便的夏裝”區(qū)域;7 月全省各市穿衣指數(shù)處于0.34~0.57 之間,除北部承德市、秦皇島市、張家口市屬于普遍著“輕便的夏裝”區(qū)域外,其余各市均屬于普遍著“短袖開領(lǐng)衫”區(qū)域;8 月全省各市穿衣指數(shù)處于0.38~0.50之間,全省普遍屬于著“短袖開領(lǐng)衫”區(qū)域。
6 月全省旅游氣候舒適度處于5.18~6.18 之間,唐山市為旅游氣候舒適度最高地區(qū),承德市、秦皇島市、唐山市屬于“較舒適”區(qū)域,其余地區(qū)均為“較不舒適”區(qū)域;7 月全省旅游氣候舒適度處于4.11~5.56 之間,秦皇島市為旅游氣候舒適度最高地區(qū),承德市、秦皇島市、唐山市和張家口市于7月均屬于“較舒適”區(qū)域,其余市均屬于“較不舒適”區(qū)域;8月河北省旅游氣候舒適度處于4.70~5.31之間,秦皇島市為旅游氣候舒適度最高地區(qū),承德市、秦皇島市、唐山市、張家口市和廊坊市屬于“較舒適”區(qū)域,其余地區(qū)均為“較不舒適”區(qū)域。
從不同方面旅游氣候舒適情況出發(fā),分析河北省不同時(shí)間、空間分布情況下的溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)和穿衣指數(shù),并在此基礎(chǔ)上引用旅游氣候舒適度模型,對(duì)河北省旅游氣候舒適度進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果表明:
(1)河北省夏季溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)于6 月最低,穿衣指數(shù)、旅游氣候舒適度指數(shù)成相反的趨勢(shì)。從溫濕指數(shù)來看,6 月“暖,舒適”年份多于7 月和8月,從風(fēng)效指數(shù)來看,6月“暖”年份多于7月和8月,從穿衣指數(shù)來看,6~8月穿衣情況從“襯衫和常用便服”向“輕便的夏裝”過度。
(2)河北省夏季旅游氣候最舒適階段為第1~25d 和第80~92d,其余時(shí)段旅游氣候舒適度指數(shù)均為“較不舒適”。
(3)河北省各市旅游氣候舒適度的分布表明,河北省6 月旅游氣候舒適度普遍高于7、8 月份,處于“較舒適”區(qū)域較多,6 月為河北省夏季旅游最佳季節(jié),6 月于北部承德市、秦皇島市、唐山市旅游出行優(yōu)于其他地區(qū);7月于承德市、秦皇島市、唐山市、張家口市旅游出行優(yōu)于其他地區(qū),8月于承德市、秦皇島市、唐山市、張家口市和廊坊市旅游出行優(yōu)于其他地區(qū)。
河北省南北跨度大,氣候資源豐富(劉玉平等,2006;李寶國(guó)等,2005;崔婷茹等,2017;趙鎖江等,2005),本文僅從溫濕、風(fēng)效等方面分析了河北省夏季各月份旅游的適宜程度,此外,本文未考慮的海拔高度、天陽輻射情況和晝夜溫差等,也是影響旅游舒適度的因子。同時(shí),河北省地理?xiàng)l件復(fù)雜,尤其承德市、張家口市山脈居多,交通出行便利與否也是影響旅游舒適程度的重要因子,因此本文在一定程度上為河北省夏季旅游活動(dòng)和開發(fā)提供科學(xué)依據(jù),在實(shí)際應(yīng)用時(shí),加以考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際自然、社會(huì)情況,從而得到高效、高質(zhì)量的人體舒適度氣象服務(wù)。