1967—2016年伊宁市旅游气候舒适度变化研究

2020-11-01李宏艳陈学刚

沙漠与绿洲气象 2020年4期

李宏艳，陈学刚

（新疆师范大学地理科学与旅游学院，新疆乌鲁木齐830054）

旅游业是严重依赖于自然资源、生态环境和气候条件的产业之一[1]。旅游气候资源是旅游开发中的重要自然资源之一，气候资源不仅具有景观功能，同时也影响着人们的旅游活动。旅游气候舒适程度及持续时间长短是影响景区旅游季节的重要因素[2]。气象条件对人类的生理和心理存在显著影响，人们在选择外出旅游时，追求舒适的自然环境是主要动机之一[3]。

气候条件的优劣是旅游者选择目的地与旅游日期的重要因素，评价旅游区气候舒适度显得极为重要[4-5]。国外对于旅游气候舒适度的研究最早由Terjung在1966年所提出，此后关于气候舒适度的研究成为很多学者所追求的研究课题[6]。奥利弗（Oliver J E）[7]在1987年曾提到用温度—湿度指数（Temperature-humidity Index，THI）和风寒指数（Index of Wind Effect，K）来评价气候对人体的影响，它的物理意义是湿度订正以后的温度。气候舒适度是人们开展旅游活动的基础，有利于旅游爱好者选择出行时间，随着旅游业的快速发展，旅游气候舒适度的研究已成为国内外研究的热点问题[8]。Becker[9]对南非的7个度假村进行了研究，构建了海湾舒适度的模型，并且根据分析黑海湾舒适度的方法对南非的7个度假村进行了分析，根据研究结果确定了最适合去海湾度假村旅行的日期，为当地度假村的经营者提供了宝贵的建议。Cheung C S C等[10]对香港近年来的气候变化以及对户外舒适度的变化进行了分析，发现温度如果发生变化，舒适度也会发生变化。Olaniran O J[11]结合全球的温度并且利用气象数据以及温度指数等，分析了Ilorin月舒适度变化，并且找到了舒适条件的临界值。YAN等[12]通过研究得出了一个可以用穿衣热舒适指数来代表气候舒适性的指标。刘梅等[13]从我国不同人种的不同体质出发，并依据感热温度理论，建构出适合不同年龄段人群的体感温度模型。冯定原等[14]根据美国气象学家及生物气象学家Steadman的感热温度理论，准确地分析了国内各地区四季温度的变化情况，指出除了气象要素以外人体自身的感觉也对地区结果产生影响。孙根年等[15]利用气候观测数据计算了30°N和35°N纬线上的19个城市中各个城市的风寒指数、温湿指数和着衣指数，并且依据气候温度的不同，划分出了气候舒适期和非舒适期两个部分，指出了地形3级阶梯之间气候舒适度的不同，揭示了我国东西地区旅游气候舒适度的差异，为宏观旅游开发提供了气候学参考。气候作为自然环境的重要组成部分，是影响旅游活动的重要因子，同时也是决定该地区旅游业发展的重要因素。学者们不断学习研究通过利用人体舒适度指数及寒冷指数分析气温、相对湿度及风速，对华山、青海海北地区旅游气候舒适度的影响，得出适合旅游者出游的月份[16-22]；新疆地处干旱—半干旱地区，由于其特殊的地理位置、水汽来源和气候特征等，气候变化对其所在区域各方面的影响更加剧烈[23]。伊犁旅游资源丰富，集山地、草原、湖泊和民俗文化于一身，优美的自然景观与独特悠久的历史文化形成互补。同时，各民族文化相互交融，各具特色，多元的文化与景观使伊犁成为新疆闪亮的旅游名片。但至今没有针对伊宁市旅游舒适度的相关研究。

因此对新疆伊宁市的气候舒适度进行分析和研究，可推算出适宜旅游出行时间，可以为旅游经营者安排适宜的旅游活动，达到帮助旅游者科学的选择旅游地点和时间以及对旅游目的地的开发规划提供必要的指导，同时为当地旅游地的开发提供一定的借鉴。

1 研究区概况

伊宁市是伊犁哈萨克自治州的首府，位于新疆伊犁河谷中部，地理位置位于43°50′～44°15′N，81°04′～81°26′E。伊宁市地处陇海、兰新经济带西部终端，紧邻3个国家级边境口岸与哈萨克斯坦和中亚联系，区位条件优越，是新亚欧大陆桥中西部的主要窗口，也是中国与中亚、欧洲联系的要地。

伊宁市地势北高南低，年降水量为274.6 mm，年平均气温为9.2℃，最高气温为38.7℃、最低气温为-40.4℃，年日照时数为2786 h，无霜期为147 d，属北温带大陆性气候，昼夜温差较大，四季分明，气候温暖湿润，各项绿地指标位居全疆前列，人居环境相对较好，素有干旱区“湿岛”和“塞外江南”之称[24]。

2 数据来源与处理方法

国内外许多研究表明：在所有气象因子中，温度、湿度和风速对人体的生理及心理影响最为显著[25]。本文数据是由国家气象中心提供的伊宁市1967—2016年近50 a温度、湿度、风速3个因素的气象资料，因此数据具备一定的真实性、完整性和准确性。从伊宁市的年内、年际的温湿指数和风效指数分别进行划分并分析，突出总结出伊宁市近50 a的气候变化，运用相关公式进行计算，得出各指数的相关性。分别运用线性回归和滑动平均方法对伊犁地区气候舒适度进行研究。

2.1 温湿指数

温湿指数是指气温和湿度相结合以估计炎热程度的一种指标。温湿指数（THI）采用以下公式计算：

式中，THI为温湿指数；t为气温（℃）；f为相对湿度。

此公式依据俄国学者Tome和Boscno的有效温度计算公式转变而来，其在物理学中的意义为湿度矫正以后的温度。

2.2 风效指数

风效指数K（Index of Wind Effect）由风寒指数演变而来，它是指人体皮肤在不同气温及风速组合下对冷暖风效的感受。既考虑体表的散热又考虑了太阳辐射后人体的增热，它是反映体表与周围环境之间的热交换，即体表单位面积的热交换量率（正值为吸热，负值为散热）[26]。具体计算公式如下：

式中，K为风效指数；t为气温（℃）；s为日照时数（h/d）；V为地面以上10 m高度处的平均风速。通过借鉴相关研究成果[17]，温湿指数和风效指数分级见表1。

表1 温湿指数和风效指数分级标准

3 结果与分析

3.1 温湿指数分析

3.1.1 年内变化为了更好地研究伊宁市的温湿指数情况，本文从年内变化、年际变化对伊宁市1967—2016年的温湿指数进行分析，从而更加详细地说明其变化情况。通常而言，年内变化反映的是选定年份中12个月的变化情况，为了研究所选的伊宁市1967—2016年温湿指数的整体变化趋势，采用选定年份的年变化图的数据绘制出温湿指数年代际变化（图1）来反映温湿指数的整体变化趋势。通过图1可以得出，所选年份1976、1986、1996、2006年、2016年1—12月温湿指数（THI）年内变化曲线呈工整的倒“V”型，表现为先增后减，变化幅度在-8～21.7，峰值所在时段为夏季（6—8月），其范围在19.3~21.7，人体生理感受程度较为舒适，与同期其他城市炎热天气相比，被称为“塞上江南”的伊宁在夏季对游客有极强的吸引力，10月至次年2月THI均＜4.4，人体感觉酷冷。40 a中，伊宁市湿温指数年变化差异不大。

图1 温湿指数月变化

3.1.2 年际变化

使用伊宁市1967—2016年温湿指数的年平均数值绘制出了温湿指数的年际变化图（图2），年际变化图可以更直观的了解1967—2016年的温湿指数季节变化情况。从线性倾斜率可以看出春季（k=0.0475、R2=0.343）、冬季（k=0.058、R2=0.1471）增长趋势较为明显。不同季节THI变动振幅差异不同；夏季振幅不明显，春季变幅为9.8～14.3，秋季变幅为7.3～11.7，冬季波动范围在-11.4～0.23，冬季波动幅度大于其他3个季节。

图2 温湿指数的年际变化

3.2 风效指数分析

3.2.1 年内变化

风效指数是指人们裸露皮肤在气温和风速不同组合作用下体感冷暖程度，是人们感知气候环境的另一个重要指标，也同样是通过气候数据处理分析得出气候环境对人体舒适感作用的直观体现，为了更好地研究伊宁市的风效指数情况。等距选取1996、1976、1986、1996、2006、2016年相隔10 a的数据制作1—12月风效指数趋势图（图3），K值年内大致呈单峰谷型变化，夏季高冬季低，K值变化介于-523.3～-10.9，峰值区间为夏季（-69.5＜K＜-10.9），由表1可见，夏季在舒适范围内。

图3 风效指数月变化

3.2.2 年际变化

以逐月风效指数为基础数据，以3—5月为春季、6—8月为夏季、9—11月为秋季、12—次年2月为冬季的标准，计算50 a来每个季节的风效指数，并绘制4个季节风效指数的年际变化趋势图（图4）。图4中K在各个季节的年际变化趋势明显，均表现为逐年递增，尤其是在夏季K值年际变化递增趋势显著，线性斜率高达0.52（R2=0.34），而秋季线性倾向率仅为0.064（R2=0.0049），年际变化趋势较弱。伊宁地区夏季风效指数增加较快，逐渐向较热等级转化，而秋冬季风效指数增加较缓慢，逐渐向较好的舒适程度转化，说明较好的体感逐渐从夏季转向春秋季。

图4 风效指数年际变化

4 旅游气候舒适度年际变化

根据THI和K对应的感觉程度可综合确定出气候舒适程度。分为很舒适、舒适、不舒适、很不舒适4种类型。并统计其每个等级50 a内每个月出现的频率（图5），得出很舒适月份为6—8月，且6月达到最高为92%。不舒适主要在11月—翌年3月，最高值呈现在12—2月。舒适月为4—5月、9—10月。从近50 a的月平均数据看4月与10月平均气温在9.6～12.7℃，且分别处于初春和初冬，在这个温度区间内发展雪域旅游是最佳时间。结合表1温湿指数和风效指数各分级赋值结果，计算50 a每个月的得分，再将其求平均值。得到1—12月各月综合气候舒适度分级结果分别为9.08、9、9.68、10.56、12.88、13.68、11.84、13.24、12.76、10.84、9.56和8.96。由各月气候舒适度分级赋值结果可以得出，每年5—9月为气候舒适期，可得出伊宁市旅游适宜期为每年5—9月，按季节划分则是每年的春末至秋初季节较为适宜。