1961—2010年贵州省气候舒适度时空变化特征

韩会庆， 黄 娅， 蔡广鹏， 张朝琼

(1. 贵州理工学院 建筑与城市规划学院, 贵州 贵阳 550003; 2. 贵州师范大学 地理与环境科学学院, 贵州 贵阳 550001)

贵州省地处云贵高原东部，境内地势起伏大，高差悬殊，喀斯特分布面积10.91万km2，占全省土地总面积的61.9%，喀斯特地貌形态齐全，种类多样[1-2].同时，贵州省处于南亚热带和中亚热带地区，地势由北、东、南向中西部升高，起伏较大，这使得贵州省生物资源多样性突出[3-4]，加之全省气候冬无严寒、夏无酷暑、气候温和、降雨适中，使贵州省成为我国重要旅游观光和避暑胜地.据统计，2014年全省实现旅游增加值780亿元，占GDP比重8.7%，占服务业增加值的18%，旅游业已成为全省重要的发展产业.

舒适的气候条件不仅可以增加富有特色的旅游内容，还能扩展旅游活动的时空分布[5].目前，国内外对气候舒适度研究内容主要集中气候舒适度评价[6-7]和气候舒适度时空演变[8-9].研究对象多集中在某一城市或旅游景区[10-12]，缺乏较大尺度区域的分析，尤其是缺乏对我国西南地区的研究.研究方法上主要采用经验模型[13]，如曹开军等[13]利用温湿指数、风效指数、着衣指数及综合舒适指数等方法.由于地域环境的差异，经验模型适用性逐渐受到学者关注，经验模型的改进成为气候舒适度研究的重要方向[14].

贵州省作为我国重要的旅游区，其气候舒适度研究多集中在气候舒适度评价方法、分级标准构建[15]以及气候舒适度空间特征分析[16]，鲜有长时间序列气候舒适度时空变化特征分析.近年来，在全球变暖影响下，影响气候舒适度的气候因子势必发生改变，这将深刻影响贵州省气候资源的时空分布.鉴于此，本研究利用1961—2010年贵州省19个一级气象站逐日气象数据，依据《贵州省旅游气象舒适度标准(DB52/T556-2009)》的气候舒适度评估方法和标准，对贵州省50 a来气候舒适度时空变化特征进行分析，以期为该区旅游气候资源合理利用、旅游开发和规划提供科学依据.

1 研究方法

1.1数据来源本研究数据来源主要包括:1) 气候数据：来源于1961—2010年贵州省19个一级气象站逐日平均气温、相对湿度、平均风速；2) 坡度与高程数据：来源于全球科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站(http://datamirror.csdb.cn)提供的ASTERGDEM数据(30m×30m)；3) 地貌类型数据：来源于韩会庆等[17]的研究成果.

1.2研究方法

1.2.1气候舒适度计算方法 依据《贵州省旅游气象舒适度标准(DB52/T556-2009)》中的气候舒适度计算方法进行[15]，其计算方法及分级标准见表1.

(1)

其中,SD为气候舒适度指数，T为温度(℃)，RH为相对湿度(%)，V为风速(m/s).

表 1 贵州省气候舒适度划分标准

1.2.2变异系数计算 变异系数即为离均系数，它表示某一观测值的变化程度，等于观测值标准差除以平均值[18],其计算公式为

CV=S/X×100%,

(2)

其中,CV是变异系数，S是观测值标准差，X为观测值平均值.

1.2.3趋势倾向率 趋势倾向率表示观测值变化趋势，可用一次线性方程表示[19],其具体公式为

y=at+b,

(3)

其中,y是气候要素时间序列，a为回归系数，b为回归常数.

2 结果与分析

1961—2010年贵州省气候舒适度指数呈波动增加趋势，最低值为1984年的55.44，最高值为1998年的57.89，多年平均气候舒适度指数为56.62，为Ⅳ级.从不同时间段看，1961—2000年气候舒适度指数增加幅度较小，2001—2010年增加幅度较大，气候舒适度指数由Ⅳ级逐渐向Ⅴ级接近(图1).

图 1 1961—2010年贵州省气候舒适度指数年际变化

从月份看，贵州省大部分月份气候舒适度为Ⅳ和Ⅴ级，仅有小部分月份为Ⅱ和Ⅲ级，其中5、6、9、10月为Ⅴ级，4、7、8、11月为Ⅳ级，2、3、12月为Ⅲ级，仅有1月为Ⅱ级.从季节看，秋季为Ⅴ级，春季和夏季为Ⅳ级，冬季为Ⅲ级(图2).

图21961—2010年贵州省气候舒适度指数月份和季节变化

Fig.2MonthlyandseasonlyvariationofclimatecomfortdegreeinGuizhouProvincefrom1961to2010

1961—2010年贵州省大部分地区多年平均气候舒适度指数为Ⅳ和Ⅴ级，其中东部和南部多为Ⅴ级，中部和北部多为Ⅳ级，仅有西部小部分地区为Ⅲ级.从不同季节看，春季和秋季气候舒适度指数空间格局与多年平均气候舒适度指数空间格局接近；尽管贵州省大部分地区夏季气候舒适度指数也多为Ⅳ和Ⅴ级，但其空间格局与春季、秋季和多年平均气候舒适度指数空间格局差异很大，其东部为Ⅲ级，中东部为Ⅳ级，西部为Ⅴ级；研究区大部分地区冬季气候舒适度指数多为Ⅱ和Ⅲ级，其中Ⅱ级多集中西部和西北部，其他大部分地区为Ⅲ级(图3).

图31961—2010年贵州省气候舒适度指数空间格局

Fig.3SpatialpatternofclimatecomfortdegreeinGuizhouProvincefrom1961to2010

1961—2010年贵州省大部分地区气候舒适度指数呈增加趋势，仅有中部和西南部零星地区呈下降趋势，其中南部和西部气候舒适度指数增加幅度较大，趋势倾向率大于0.3;其他大部分地区气候舒适度指数增加幅度较小，趋势倾向率多介于0.1～0.2(图4左).贵州省东部和南部气候舒适度变异系数较小，多小于1.4;中西部气候舒适度变异系数较大，多大于1.6(图4右).

图 4 1961—2010年贵州省气候舒适度指数趋势倾向率和变异系数空间格局

随着坡度增加，气候舒适度指数呈先增加后降低特点，小于13.7°地区气候舒适度较低，19.9°～36.6°地区气候舒适度较高，13.7°～19.9°和大于36.6°地区气候舒适度居中.随着高程增加，气候舒适度指数呈持续降低特点，气候舒适度指数由Ⅴ级逐渐降低到Ⅲ级.与气候舒适度指数在高程上变化相比，气候舒适度指数在坡度上变化幅度较小，各坡度带的舒适度指数均介于Ⅳ级(图5).

图 5 1961—2010年贵州省气候舒适度指数在高程和坡度梯度带变化

贵州省低山气候舒适度指数较高，为V级;盆(坝)地、丘陵和中山气候舒适度指数居中，为IV级;高原气候舒适度指数较低，为III级(图6).

图 6 1961—2010年贵州省气候舒适度指数在各地貌类型上特征

3 讨论与结论

3.1讨论1) 依据《贵州省旅游气象舒适度标准(DB52/T556-2009)》，本研究气候舒适度评估指标主要为温湿指标，即温度、湿度和风速.尽管该指标已在世界各地得到广泛应用，但该方法忽视了辐射对人体的影响.今后应根据研究区特点构建气候舒适度评估指标体系，对现有气候舒适度评估方法进行修正和改进.

2) 本文气候舒适度评估数据主要依据贵州省19个一级气象站逐日观测数据，虽这些站点基本能够代表研究区气候条件，但对贵州省这一地形复杂山区，现有气象观测数据不能反映微观地形地貌的差异，这将降低评估结果的精度.

3) 本研究发现50a间贵州省气候舒适度整体呈增加趋势，这与哈尔滨、北京、南京等城市气候舒适度变化趋势一致，却与福州和海口等城市气候舒适度变化趋势相反[20]，这说明气候变化在区域尺度具有明显的差异性.此外，贵州省气候舒适度等级较高的月份持续较长，这高于中国大部分城市气候舒适等级较高月份数量，却与西南地区的昆明较为接近[8]，这主要与西南地区独特的高原地形和低纬度有关.

3.2结论1) 1961—2010年贵州省气候舒适度呈增加趋势，由IV级逐渐接近V级.50a间大部分地区气候舒适度呈增加趋势，仅有中部和西南部零星地区呈下降趋势.东部和南部气候舒适度变异系数较小，中西部较大.

2) 贵州省东部和南部气候舒适度多为V级，中部和北部多为IV级，西部小部分地区为III级.大部分月份气候舒适度为IV和V级，仅有小部分月份为II和III级.秋季气候舒适度为V级，春季和夏季为IV级，冬季为III级，春季、秋季和多年平均气候舒适度空间格局接近，且与夏季、冬季气候舒适度空间格局差异较大.

3) 随着坡度增加，气候舒适度呈先增加后降低特点，随着高程增加，气候舒适度呈持续降低特点;低山气候舒适度为V级，盆(坝)地、丘陵和中山气候舒适度为IV级，高原气候舒适度为III级.

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