黔中地区露营气象指数预报方法初探

尚媛媛，夏晓玲，杜正静，裴兴云

(贵州省气象服务中心，贵州 贵阳 550002)

0 引言

气象条件与户外运动关系十分密切[1]。湿度影响人体的热代谢和水盐代谢，风速影响人们户外运动的呼吸系统，会感到呼吸费力，引起咳嗽等；同样，当空气的能见度不高时，对户外体育运动也会产生不利影响。此外，气温高低影响人体汗液的蒸发，机体热平衡受到破坏[2]，例如跑步，冬天气温较低，体表的血管遇冷收缩，血流缓慢，肌肉的粘滞性增高，韧带的弹性和关节的灵活性降低，跑步时容易发生运动损伤。显而易见，在恶劣的天气对户外活动是非常不利的[3]。随着当今社会的进步，人们生活节奏的加快，气象部门按照常规工作仅提供晴雨天气预报信息，已不能满足人们对美好生活向往的需求，因此，提供相关气象指数指导和帮助人们选择和利用闲暇时光合理安排好生活和生产计划是十分有必要的[4]。

露营是一种短时的户外生活方式，是周末、节假日人们外出旅游活动的一项重要内容。露营与气候的关系密不可分，温度、降雨、风力等因素决定露营者对目地的选择，因此露营气象指数成为人们外出露营关注的重点。为了从气象角度来评价不同气象条件下的露营气象指数，本研究利用花溪站近30 a气象观测资料，分析气候背景及温湿指数，以期对黔中地区的户外露营活动的适宜度评价进行分级，从而得到露营气象指数预报方程，为合理开发旅游气候资料提供科学依据，丰富公众气象服务产品内容，同时提升避暑之都旅游知名度。

1 资料和方法

采用资料为贵州省花溪气象站1988—2017年30 a逐日平均气温、平均风速、平均相对湿度、日降雨量资料进行气候背景分析。同时，基于文献[5-6]用温湿指数(Id)代替气温和相对湿度对人体舒适度评价更为适宜。最后，通过对气象要素分布概率分析，进行分级，用统计方法建立贵州中部地区露营气象指数。

美国常用E.C.Thom的不舒适指数[5]，也称为温湿指数，通常表示无风时闷热的程度，表达式为：

Id=(1.8×T+32)-0.55×(1-rh)×(1.8×T-26)

式中：Id为温湿指数，T为平均气温(单位：℃)，rh为平均相对湿度(单位：%)。

降水量指预报20—20时累积降雨量。

2 结果分析

2.1 气候背景概况

气温。从图1可以分析得出，花溪年平均气温、最高气温总体来说呈现逐年上升的趋势，上升趋势较为平缓。其中，年平均气温最低是14.4 ℃，出现在1996年，年平均气温最高是16.2 ℃，出现在2015年。

图1 1988—2017年30a花溪高坡年平均气温Fig.1 Annual average temperature of Huaxi high slope in the period of 1988—2017

风速。从图2可以看出，花溪年平均风速、最高风速总体来看呈现逐年上升的趋势，上升趋势较为平缓。其中，年平均风速最低是1.2 m/s，出现在2000年，年平均风速最高是2.8 ℃，出现在2009年。

图2 1988—2017年30 a花溪年平均风速Fig.2 Annual average wind speed of Huaxi in the 30 years from 1988 to 2017

降水量。从图3可以看出，年降雨量趋势基本不变。其中，年降雨量最低是838.3mm，出现在2006年，年降雨量最高是1 486 mm，出现在1999年。

图3 1988—2017年30a高坡年平均总降水量Fig.3 Annual average total precipitation of Gaopo in the 30 years from 1988 to 2017

相对湿度。从花溪高坡年平均相对湿度(图略)可以看出，花溪年平均相对湿度、最低相对湿度总体来看趋势基本位置不变。其中，年平均相对湿度最低是54%，出现在2011年，年平均相对湿度最高84%，出现在1997年。

2.2 露营气象指数

露营运动与天气密切相关，降水多少、风力多大、气温高低、湿度大小都会影响露营活动，露营活动时段的天气好坏是直接影响露营的重要因素，制定科学、适用的露营气象指数对公众露营活动的开展具有指导意义。

露营气象指数分为4个等级，分别是1：非常适宜露营，2：适宜露营，3：较适宜露营，4：不适宜露营。

2.3 气象要素概率统计

气温。研究表明，人体舒适度和气温有密切联系，较适宜的气温，人体舒适度较好，人们会更乐于出游[6]。通过分析花溪站气温概率分布(见图4)，可以判断气温主要的分布区间，其中气温分布概率最高的是气温在10～20 ℃之间，概率为38.4%，其次是气温分布在20～30 ℃之间，概率为34.3%，气温在0～10 ℃之间和-5～0 ℃或0～5 ℃之间的概率分别为26.1%和1.2%。

图4 1988—2017年花溪气温概率分布Fig.4 Probability distribution of air temperature in Huaxi from 1988 to 2017

降水量。降雨可以净化空气，但对于休闲徒步、露营旅游项目，降雨会造成路面湿滑，不利于这些项目的开展。降水量的大小对旅游负面影响不尽相同，不湿透地面的微量降水，对徒步、露营的影响较小。通过分析降水量概率分布(见图5)。可以看出，无降水的概率是51.3%，降水量在0～5 mm之间概率为24.5%，在5～10 mm之间概率为5.6%，降水量大于10 mm概率为8.6%。

图5 1988—2017年花溪降水量概率分布Fig.5 Probability distribution of precipitation in Huaxi from 1988 to 2017

风速。当出现较大风速时，会对露营产生不利影响，甚至会有安全隐患。通过分析风速概率分布(见图6)。当风速在0～2 m/s之间时概率为52.2%，风速在2～3 m/s之间时概率为27.7%，风速在3～4 m/s之间时概率为11.7%，当风速大于4 m/s时概率为7.3%。

图6 1988—2017年花溪风速概率分布Fig.6 Probability distribution of wind speed in Huaxi from 1988 to 2017

温湿指数。根据图7温湿指数分布概率进行分级，见表1。不同地区、不同人群，对同一指数的不同舒适度也不尽相同，因而在只用此公式时，分级也应该考虑不同的标准，温度起决定因素的指标，湿度是重要指标。从温湿指数的概率分布可以得出，当温湿指数在55～70时，人体感受舒适和非常舒适的情况下，概率达39.4%；当温湿指数在70～80时，人体感受较舒适且未达到不舒适的界限时，概率为22.5%；当温湿指数在40～55时，人体感受不舒适时，概率为31.8%；当温湿指数在>80或<40时，人体感受极不舒适时，概率为6.3%。

图7 1988—2017年花溪温湿指数概率分布Fig.7 Probability distribution of temperature and humidity index in Huaxi from 1988 to 2017

分级值评价结果人体感受<40极冷极不舒适40～45寒冷不舒适45～55偏冷较不舒适55～60清凉舒适60～65凉非常舒适65～70暖舒适70～75偏热较舒适75～80闷热不舒适>80极闷热极不舒适

2.4 指数判定

依据表2分别确定降水量(20—20时)、风速大小(平均风速)、温湿指数对露营的影响等级。以降水量多少、风速大小、温湿指数大小3个方面对露营的影响等级值最高者对应露营气象指数，即露营等级为各分量中等级最大值。当前3 d累计降水量等级为1级、前24 h累计降水量等级为2级、未来24 h降水量等级为3级、风速等级为3级、温湿指数Id等级为4级，则露营气象等级为4级，即不适宜露营(不适宜原因：雨量过大、风力强、气温较低等原因)。

表2 降水量、风力、平均气温与露营影响等级对照表Tab.2 Precipitation、wind power、mean temperature and camping impact level

注：露营等级为各分量中等级最大值。露营等级1为非常适宜露营；露营等级2为适宜露营；露营等级3为较适宜露营；露营等级4为不适宜露营。

3 结论与讨论

① 根据气候分析和气象要素概率统计，对露营气象指数分成4个等级，即非常适宜、适宜、不适宜和非常不适宜，如按照降水量多少、风速大小、温湿指数3个方面对露营的影响等级的最高值对应露营气象指数，即无降水、风速<2 m/s，温湿指数在88～70之间时，露营气象指数等级1级，即非常适宜露营。

② 露营气象指数等级方程中所选取的气象因子均为气象台站必须观测的气象要素，所以本方法有比较好的实用性。

③ 由于气象因子不能完全代表所有的露营条件，而影响露营的因素很多，因此在实际应用中，还应根据当时情况的比较，及时做出补充订正，并对指数进行适当的调整。

④ 本文从气象条件的角度分析露营气象指数与气象因子之间的关系，意在预报露营气象指数，为露营爱好者掌握未来的露营条件提供了客观的参考数据。由于贵州省各地气候差异显著，用同一指数预报模型难以表征各县(市)的露营气象指数预报等级。此外，本研究中并未考虑气象灾害因素，仅对一般露营活动适宜性提供方参考，且其效果如何尚有待于在未来露营气象服务中不断改进和完善。