哈尔滨市非冰雪季旅游气候舒适度分析

陈 超，刘 洋,赵天雷

（1.大丰区气象局，江苏 盐城2241004；2.黑龙江省生态气象中心，黑龙江 哈尔滨150030；3.黑龙江省龙天防雷科技有限公司，黑龙江 哈尔滨150030）

1 引言

气候对于一个地区居民的生活习性的形成、物质文化的发展等具有非常重要的影响作用， 同时也是自然风景旅游资源最重要的模块， 特别是对于地方性旅游行业的发展具有重要的导向性价值。 国家旅游行业统计数据表明， 季节性的自然气候条件是旅游的淡季与旺季主要决定因子之一。 随着国家近年来大力发展旅游行业， 旅游业的经济收入占据地方财政经济总量的比例逐渐增加。 为了更好促进旅游行业的进程，合理指导人们的出行安全与规划，做好旅游的气候预报工作， 基于旅游的气候舒适度分析， 对一个地区的旅游人数估量以及旅游管理具有指导作用。

国内外关于气候旅游舒适度的研究至今已经接近半个世纪。 以1966 年特吉旺[1]（W.H.Terjung）提出气候舒适指数的定义为近代旅游舒适度科学的发展的起始点，其后在1973 年，学者奥利弗（J.E.Oliver）[2]发展性的提出了温湿指数与风寒指数等概念。 国内关于旅游气候舒适度的相关研究也迅速开展， 钱妙芬等[3]提出气候宜人度的数学统计模型作为旅游气候的评价准则。 陈胜军[4]提出了使用“宜人频率”作为气候舒适度的衡量指标。 谢雯等[5]综合3S 地理信息遥感技术与旅游舒适度概念， 提出使用合理的旅游温湿指数模型来对MODIS 遥感数据进行研究，将MODIS 遥感数据运用到旅游舒适度的研究中。

哈尔滨市属于半湿润温带大陆性季风气候， 冬季漫长、寒冷而干燥。 夏季炎热多雨，春秋两季短促，多风且干燥。一年中寒暑温差较大。本文对哈尔滨市的非冰雪季旅游气候舒适度进行系统研究分析， 对于旅游与气象部门关于该地区的旅游舒适度预报具有重要的参考价值。

2 资料来源与方法

2.1 资料来源

本文数据来源：（1） 哈尔滨市气象站观测资料1984-2018 年的气象主要基础参数资料（包括逐年逐日气温、相对湿度、平均风速和日照时数等观测值原始数据）。 （2）哈尔滨市统计年鉴提供的部分相关资料。

2.2 方法

2.2.1 温湿指数

温湿指数 （Temperature Humidity Index，THI）是由俄罗斯学者提出来的，其意义在于通过湿度、温度的综合考量， 来体现对人体与周围环境热量进行交换的一种过程。 最初称为有效温度，计算公式为：

式中：T 为气温(℃) ；f 为相对湿度(%)。

2.2.2 风寒指数

风寒指数（Wind Chill Index，WCI）是九十年代由学者奥利弗（J.E.Oliver）[2]创造性提出的一个指数，主要是人体皮肤在裸露的情况下对于气温与风速的一种感受。 主要的物理定义为： 假设体表温度设置为33 ℃时，人体的体表在单位面积下的散热量，计算公式如下：

上式中：T 为摄氏气温（℃）；V 为风速（m/s）。

2.2.3 着衣指数

着衣气象指数（Index of Clothing，ICL）就是群体个人对于外界气候环境包括温度、湿度、风等的一种自我舒适度与对于冷暖自我保护的综合穿衣参数。澳大利亚学者Freitas[6]最先提出这一指标。 着衣指数在实际研究中得到广泛应用.计算公式为：

其中：α 为太阳高度角；H＝87 W·m-2是75%取轻活动量下的人体代谢率；a 为人体对太阳辐射的吸收情况，文中取0.06；R 表示垂直阳光的单位面积土地所接收的太阳辐射；V 为风速（m·s-1）；T 为温度（℃）。

2.2.4 人体舒适度指数

人体舒适度指数（Human Body Comfort Index，K）是一种综合的气象指标， 它能较为准确的反映绝大多数的人群的身体部分对风速、相对湿度、气温等一系列的气象指标的综合作用的感受， 其中人体舒适度的计算模型：

上式中：RH、T、V 分别代表相对湿度（%）、温度（℃）、风速（m/s）。

2.2.5 基于AHP-Delphi 法的人体舒适度评价模型

在对人体舒适度评价中， 主要考量的气象因素较多，包含温度、湿度、风速、日照等一系列的参数，为了探究哪项指标对其他指标影响最大， 从而挑选最主要的指标进行人体舒适度评价。 因此，综合考虑使用AHP-Delphi 法进行多指标评价。 利用SPSS 软件建立各项指标与可持续性之间的相关性。 主要的方法表示为：

其中，SST 为观测变量的总离差平方和；SSA 为组间离差平方和， 是由控制变量不同水平造成的观测变量的变差；SSE 为组内离差平方和， 是由抽样误差引起的观测变量的变差。 其中：

其中，F 值主要是显示控制变量的不同水平对观测变量造成显著影响的程度[7]。

3 哈尔滨市非冰雪季旅游气候舒适度评价

3.1 基于AHP-Delphi 法的人体舒适度评价因子筛选

使用哈尔滨市气象观测资料35 a （1984-2018年）的温度、相对湿度、风速、气压、光照以及计算出的着衣参数资料，利用SPSS 进行单因素方差法进行人体舒适度评价因子降维筛选。 得到每个因素对其他因素的相关性值的总和， 以此代表该指标量的相关性，相关性计算结果如表1 所示：

可以看出气压与个体差异因素与其他因素之间的相关性显示关联性不大 （综合关系值低于2）。 因此，剔除非重要的指标量。并使用AHP 层次分析软件将剩下来的温度，湿度，光照，着衣，风速来进行相对权重计算，然后对这五个指标分配权重。 最终得到5个准则层因素的权重结果如下表2 所示：

表1 各个指标值的相关性表

表2 准则层权重的确定

通过表2 可以列得哈尔滨地区人体舒适度指标评价尺度模型方程：

可见，大气温度、湿度、风速、衣着、光照是气候人体舒适度指标评价尺度模型的最主要因素。 下文中把以上五个因素作为基础因素， 对哈尔滨的非冰雪季旅游气候综合舒适度指数进行系统研究。

3.2 四种指数月变化特征

哈尔滨市35 a 来非冰雪季（4-10 月）气温在4-7 月呈上升趋势，而在7-10 月呈下降趋势，呈现典型的单峰变化。 平均风速的月均值一般在峰值下阶段相对于上阶段降低0.42 m/s，在4 月份的风速达到峰值。 相对湿度的4-10 月均值变化比较特殊，整体近似正弦趋势变化， 波动幅度较大，8 月份出现峰值，4月份出现谷值。 峰值后期的下阶段值总体大于其上阶段值，数值百分比高出上阶段10.12%。

3.2.1 哈尔滨市35 a 来4-10 月的温湿指数

表3 哈尔滨市35 a 来4-10 月THI 等级

哈尔滨市THI 指数35 a 来4-10 月值呈现单峰型变化，峰值出现在7 月。 从表3 分析可见，温湿指数在一年中的变化趋势明显，5 月到9 月为温湿指数的舒适或者是较舒适区间。

3.2.2 哈尔滨市35 a 来4-10 月的风寒指数

6 月处于舒适风区间A 级，单从风寒指数分析，6 月是非常适合外出旅游的黄金时段。 WCI 数值35 a 来4-10 月呈单峰且变化趋势明显， 即7 月为主峰值所在月份，两边依次呈现递减型变化(表4)。

表4 哈尔滨市35 a 来4-10 月WCI 等级

3.2.3 哈尔滨市35 a 来4-10 月旅游人体舒适度指数

人体舒适度指数（K）的月均同样呈现单峰值变化特征， 峰值出现在7 月份， 这与THI 指数与WCI指数的峰值月份相同。 5 月、9 月为人体舒适度指数较舒适的月份，综合可以看出，春末及初秋季节的哈尔滨，人体舒适度指数较好(表5)。

表5 哈尔滨市35 a 来4-10 月K 等级

3.2.4 哈尔滨市35 a 来4-10 月旅游人体着衣指数

表6 哈尔滨市35 a 来4-10 月ICL 等级

ICL 指数35 a 来4-10 月整体的趋势变化呈现谷型变化。 其中5、6 月以及9、10 月为着衣指数较舒适月份，一般以春秋常用便服比较适宜(表6)。

4 哈尔滨市非冰雪季旅游气候舒适度月值分布

为了便于哈尔滨市非冰雪季旅游气候舒适度的划分，对各指数赋予相应的值[8]，把4 种指数分为两类， 采用专家打分的方法和层次分析法确定影响哈尔滨市非冰雪季旅游气候舒适度的相对重要指标以及各指数的权重， 建立一个新的适用于哈尔滨的非冰雪季旅游气候综合舒适度指数HCCI（Harbin Comprehensive Comfort Index），HCCI =0.1PTHI +0.3(PWCI+PICL+PK)， 其中PTHI、PK、PWCI、PICL 分别代表各指数的赋值，按照此HCCI 的计算方法进行综合舒适度指数赋值，适度指数分级，标准如下：-1.0≤HCCI＜0，适宜；-1.5≤HCCI＜-1.0，较适宜；-2≤HCCI＜-1.5，较不适宜；HCCI＜-2.0，不适宜。 计算结果如表7 所示。

表7 哈尔滨市35 a 来4-10 月HCCI 综合指数

对35 a 来4-10 月HCCI 综合指数分析可得，哈尔滨市非冰雪季旅游气候适宜期在5 月和9 月，较适宜期在6 月和10 月，较不适宜期在4 月、7 月和8月。 春末秋初的哈尔滨是非冰雪季旅游气候适宜期。

5 结论

本文将（层次分析法）人体舒适度评价模型运用到哈尔滨市关于旅游人体舒适度的相关因素筛选中，提取出了气温，风速，湿度以及光照四个主要评价因素。 对哈尔滨市的非冰雪季旅游气候舒适度指数进行研究讨论，得到以下结果：

（1）从各指数的变化特征表明，温湿指数（THI）、风寒指数（WCI）以及人体舒适度指数（K）35 a 来4-10 月值均呈现单峰值的变化趋势， 峰值均出现在7月。 温湿指数（THI）的舒适或者是较舒适区间主要是5-9 月。 风寒指数（WCI）6 月处于舒适风区间A 级，单从风寒指数分析，是适合旅游的黄金月份。 人体舒适度指数（K）的较舒适的月份主要是5 月、9 月，舒适度指数（K）较好。 着衣指数（ICL）月值整体的趋势呈现谷型变化，其中5、6 月以及9、10 月为着衣指数较舒适月份， 一般以春秋常用便服以及衬衫比较适宜。

（2）考虑到四种指数的不同影响以及人体舒适度指数的划分， 哈尔滨市非冰雪季旅游气候舒适期的年内分布在5、6、9 和10 月，即哈尔滨夏初以及秋初是非冰雪季旅游气候适宜期。