衢州市旅游气候舒适度评价*

2020-01-03张春阳兰小建韩超腾舟陈江锋

浙江气象 2019年4期

张春阳兰小建韩超腾舟陈江锋

(1.浙江大学，浙江杭州；2.衢州市气象局，浙江衢州 324000；3.浙江省气象局，浙江杭州 310002)

0 引言

气候舒适度是一项建立在人类机体和近地大气之间的热交换原理基础上的生物气象指标[1]，旨在从气象角度评价人类在不同气候条件下舒适感。开展气候舒适度评价对于评价城市人居环境、科学指导旅游和日常出行等都具有重要价值和意义。早在1966年美国特吉旺(W H Terjung)就提出了气候舒适性指数概念[2]。国内诸多学者也就旅游气候舒适度、气候宜人度评价和预报等进行了大量研究，为国内气候旅游等资源开发奠定了基础。[3-7]

衢州市位于浙江省西部，钱塘江上游。衢州市生态环境极好、区位优势和旅游资源优势明显,是“浙闽赣皖”旅游金三角，华东旅游网络的重要节点。本文基于前人研究及衢州市生态气候特征，利用温室指数、风效指数、度假气候指数HCI对衢州市旅游气候舒适度进行分析，旨在为衢州旅游规划和相关重大项目决策提供参考。

1 资料与方法

利用常年(1981—2010)年衢州国家基本站的气象要素资料和近6 a(2012—2017年)衢州市160个气象自动观测站点的观测资料，并对缺测数据相应年份进行剔除。利用数理统计分析技术和GIS技术[8]，进行气温、降水等基本气象要素时空分布特征分析，进一步开展旅游气候舒适度特征分析。

IBMCI=(1.8Ta+32)-0.55(1-RH)×(1.8Ta-26)-3.2V1/2

(1)

ICI=(33-Ta)×(10V1/2+10.45-V)

(2)

ITHI=(1.8Ta+32)-0.55(1-RH)×(1.8Ta-26)

(3)

式(1)、(2)、(3)均为根据经验公式得出的计算方法，Ta、RH、V分别代表环境温度(℃)、相对湿度(用小数表示)、风速(m/s)，IBMCI为炎热指数的一种变形，ICI为冷应力期间的失热指标，ITHI为无风时闷热的程度，是目前台站在日常业务中用着舒适度预报较为普遍方法。

根据2012年3月1日实施的《中华人民共和国国家标准GBT 27963—2011人居环境气候舒适度评价》的规定，计算方法及人居环境舒适度等级的划分标准如表1。

表1 人居环境舒适度等级划分表

温湿指数计算公式：

I=Ta-0.55(1-RH)×(Ta-14.4)

I—温湿指数，保留1位小数；

Ta—某一评价时段日最高温度，单位为摄氏度(℃)；

RH—某一评价时段日平均空气相对湿度(%)。

风效指数计算公式：

K—风效指数，取整数；

T—某一评价时段平均温度，单位为摄氏度(℃)；

V—某一评价时段平均风速，单位为米每秒(m/s)；

S—某一评价时段平均日照时数，单位为时每天(h/d)。

气候度假指数(HCI)的计算方法以及其旅游适宜度评判标准如下：

HCI=4I+2A+(3R+V)

HCI为气候度假指数，由3个因子按照不同比例构成(表2)，他们分别是热舒适度因子(TC)占40%，表示人体对温度高低感觉，通过日最高温度和日平均相对湿度(见温湿指数I公式)；审美因子(A)通过云量的多寡表征，占20%；物理因子(P)通过降水量R和风速V表征，占40%。表3为度假气候指数评分方案。表4为HCI旅游气候分级标准。

表2 度假气候指数(HCI)的构成

表3 度假气候指数评分方案

表4 HCI旅游气候分级标准 %

2 研究内容

2.1 四季分明、雨热同步

气温是对人体影响最敏感的气象要素之一，对1981—2010年衢州站温度、降水观测数据进行分析，结果如下：衢州站常年年平均气温为17.5 ℃。全年最冷月份为1月，平均气温5.5 ℃；最热月份为7月，平均气温29.0 ℃(见图1)。在夏季(6—8月)，高温日数(≥35 ℃)平均日数27 d，高温现象并不突出。在冬季(12月—次年2月)，低温日数(≤0 ℃)平均日数18.5 d，说明冬季严寒出现概率低。衢州站春、夏、秋、冬四季节的平均气温分别为16.6 ℃、27.3 ℃、18.8 ℃和6.6 ℃，相邻两季温差约10 ℃。衢州站常年年平均降水1665.2 mm；12月平均雨量最少，为54.5 mm；6月平均雨量最多，为297.3 mm(见图1)。年平均雨日为158 d，3月平均雨日最多(19 d)，10—11月平均雨日最少(9 d)。结果表明，衢州市四季分明、雨热同步，降水量大、雨日多。

图1 衢州站常年月平均降水量与温度分布图

2.2 垂直气候、类型多样

衢州市地处金衢盆地西段，素有“七山一水二分田”之称，地貌以衢江为中轴，向南北对称展布，海拔逐渐提升，向南、北两侧依次为河谷平原缓坡岗地、低中丘陵、山地，地势总体呈南北高、西矮、中平、东低。利用AcGIS绘制(精度30 m×30 m)高程DEM地形图(见图2),可见地形海拔差异大、地貌多样。

图2 衢州市高程DEM地形图

衢州市气候垂直特征显著。根据衢州市区域内近6 a(2012—2017年)160个监测站点的平均温度和平均降水量分布显示(图3，图4)[9]：随海拔升高，温度总体呈现递减趋势。低海拔的河谷城区(0～150 m)年平均气温为14.8～17.9 ℃；低丘地区(150～250 m)为15.0～17.4 ℃；低丘地区(250～500 m)为14.8～16.7 ℃；低山地区及以上(大于500 m)最低小于13.8 ℃；总体看，年降水量随海拔升高总体递增。海拔100～150 m区域，年降水量约1145.5～1893.3 mm左右；150～500 m的区域，年降水量可达1314.0～2173.0 mm。在海拔500 m以上，年降水量达到1753.0～2291.7 mm。在垂直尺度上，年平均气温从17.9 ℃跨越至13.8 ℃以下，降水从1145.5 mm跨越至2291.7 mm。

图3 2012—2017年年平均气温空间分布

图4 2012—2017年年平均降水量空间分布

2.3 四季微风、湿光适宜

衢州站平均风速2.4 m/s，年平均最多风向ENE(东北东)。衢州市常年微风拂面，人体感觉十分舒适。衢州湿度和日照适宜(见图5)年平均相对湿度为78.0%。各月相对湿度变化幅度不大。在冬末春初和梅汛期，相对湿度较大；在7—8月干热季节和秋季相对湿度较小。衢州站年平均日照时数1785 h，以1—3月份日照时数较少，月平均不足100h，而7—8月份日照时数较多，月平均超过200 h。

2.4 气候舒适度分析

根据衢州市近30 a(1981—2010年)气温、相对湿度和风速的气候整编资料，算得衢州站各月人居环境舒适度温湿指数I、风效指数K(见图6)，按人居环境舒适度分级标准为5级，衢州市人居环境舒适度整体良好，舒适期长达4个月，2～4级适宜度占全年的50%。

图5 衢州站常年各月平均相对湿度与日照时数

图6 常年各月平均居住环境人体舒适度指数

5—6月和9—10月，温湿指数I值介于18.5～24.0之间，风效指数K值介于-140.8～-279.6之间，3级舒适期长达4个月，健康人群感觉舒适；而盛夏(7—8月)衢州市人居环境舒适度为5级时段，温湿指数I值介于26.6～26.9之间，比3级阈值略偏高，风效指数K值介于-30.6～-46.9之间，健康人群有热感，较不舒服；4月和11月是春季和秋末期，温湿指数I值介于13.5～16.8之间，风效指数K值介于-342.8～-416.8之间，人居环境舒适度虽然为2级，总体感觉偏冷较不舒服；12月和1—3月冬季和初春期间温湿指数I值介于6.5～11.6之间，风效指数K值介于-499.8～-627.0之间，人居环境舒适度为1级寒冷，健康人群感觉很冷，不舒服。

2.5 适游期分析

利用2013年Tang[10]最新提出的度假气候指数(Holiday Climate Index，HCI)HCI选用“云量”替代了TCI中的“日照”因子，其考虑了云的观赏性；HCI反映的时间尺度比TCI也相应有提高。

衢州度假气候指数(HCI)分析结果(见表5)表明：1—3月，HCI值与全年温度分布水平一致，处于较低水平，4—5月趋于升高，HCI达到适宜等级。6月进入梅汛期，雨日多、雨强、雨量大，降雨对公众旅游出行、游览观光会产生更多不便，故6月份衢州HCI值表现为下降趋势；7—8月出梅后以高温天气为主，HCI和6月相比趋势平稳略有升高，为适宜等级；10月是很适宜度假的时期。由各月HCI分析，高温、严寒、降水集中等恶劣天气因素仍会影响人们出游，这些因素HCI也均已考虑在内。

表5 1981—2010年衢州各月度假气候指数(HCI)

按度假旅游指数(HCI)的旅游适宜期评级分类标准，衢州全年都适宜旅游出行。其中，4个月份(1～3月和6月)为度假旅游的“可以接受期”；7个月份(4—5月、7—9月、11—12月)为度假旅游的“适宜期”；而10月是度假旅游的“很适宜期”。10月份也是衢州雨日全年最少，秋高气爽，光照、温度、湿度、云量较为适中的月份，恰好与国内的“十一”黄金周相吻合。