六春湖摄影气象指数预测评价研究

2024-03-09张琦ZHANGQi万佳静WANJiajing蒋帅JIANGShuai

价值工程 2024年5期

张琦 ZHANG Qi；万佳静 WAN Jia-jing；蒋帅 JIANG Shuai

（①龙游县气象局，龙游 324400；②气象灾害预测预警与评估协同创新中心/南京信息工程大学，南京 210044；③盐都区气象局，盐城 224055）

0 引言

六春湖地区所在地衢州，位于长江三角洲地区、浙江省西部、钱塘江上游，地理坐标为东经118°01′～119°20′，北纬28°14′～29°30′，地形以山地丘陵为主，属亚热带季风气候。六春湖景区位于衢州石屏乡和龙游县的交界处，海拔1390.5m，为龙游地区最高峰，名为湖实则为山。年平均气温16.5～19.1°C，年平均降雨量1669.2mm，年平均日照时数4.8h。六春湖属国家一级生态保护区，位于浙西大竹海国家森林公园腹地，具有丰富的高山生态资源。

为深入践行“两山”理念，建设“活力四射”、“美丽幸福”的浙西新明珠，以浙江丰富的山地资源为依托、发展休闲度假产业为主要目的，充分发挥“旅游+生态”和“旅游+体育”等优势，实现山地“观光游”向“度假游”转变。2020年衢州六春湖入选“浙江省首批山地休闲度假发展试点”。《2021 年六春湖气候分析及服务情况》中提出，加强景区立体小气候生成机理分析研究，建立景区安全运营气象灾害防御体系；开展高山森林碳中和效应和气候康养科学研究，打造“人与自然和谐发展”的示范区。2022 年六春湖被评为浙江省新十大名山公园之一。同时，依托六春湖名山公园辐射效应，为区域发展创造生态资本、积累绿色财富。为充分挖掘推广六春湖“气象景观”资源，提升全域旅游示范创建水平，2023 年龙游县委宣传部、县文化和广电旅游体育局、县气象局联合举办了六春湖最美气象景观摄影比赛，吸引了广大摄影爱好者积极参与。摄影作品从云雾、雨露、冰雪、光、花等景观类型，多角度呈现了龙游六春湖的旖旎风光。

公园内葱葱竹林绵亘不断、春季高山杜鹃漫山遍野，夏季气候凉爽宜人、秋季芦苇落叶相映衬，冬季一派北国风光，为摄影爱好者进行摄影创作提供了良好的平台（图1）。关于六春湖地区的相关研究较少。吴渭明[1]等从神话故事的角度讲述了六春湖—桃源尖万亩杜鹃长廊景观的盛况；苟爱萍[2]等从气候变化角度，利用ColorImpact 4 软件和网络数据爬取对六春湖地区环境要素及在地性色彩进行提取，得出六春湖地区春秋气候温差大，导致环境色相跨度大以及气候对人的心理及视觉具有一定影响。最后从色彩建设角度为六春湖地区未来景观规划及发展建设方向提供设计建议。杨春华等[3]对茶卡盐湖景区的气象要素进行分析统计，构建了茶卡盐湖景区天空之镜摄影指数预测模型。根据云量、风、能见度和降雨将天空之镜摄影气象指数分为4 级，分别为无影响、影响较小、影响较大和影响很大，并提供了相应的摄影建议和措施。气象条件在一定程度上决定了摄影效果，也影响了摄影创作者的拍摄灵感。如果天气状况不佳，摄影效果较差。其中气温、降雨、能见度和云等对摄影有直接影响，天气状况也会通过间接影响摄影创作者的视觉感知和创作灵感影响摄影效果。本研究将气象因子作为摄影创作的影响因子，根据气象条件对六春湖景区摄影气象指数进行分级，建立六春湖摄影指数预测模型，结果将为六春湖景区的游客提供可靠的摄影创作依据。

图1 六春湖景区旅游摄影基地

1 资料与方法

选取六春湖景区近30 年常规气象数据，以及2020 年1 月9 日至2023 年1 月9 日逐日平均气温、风速、降雨量和能见度等气象资料。

2 六春湖气候特征

2.1 降雨对摄影指数的影响

降雨会影响摄影工作的进行和图像清晰度，根据雨量等级确定对当日的摄影指数的影响等级。六春湖上站降雨资料有效天数879 天，其中402 天无降雨，影响摄影指数等级为1，占总样本数的45.7%；340 天降雨达到小雨级别，影响摄影指数等级为2，占总样本数的38.7%；87 天降雨达到中雨级别，影响摄影指数等级为3，占总样本数的9.9%；50 天为大雨或暴雨及以上级别的降雨，影响摄影指数等级为4，占总样本数的5.7%。六春湖上站降雨日数多，降雨量充沛。根据降雨量等级划分影响摄影指数的等级，结果如表1 所示。

表1 降雨对摄影指数的影响等级

2.2 能见度对摄影指数的影响

能见度影响摄影清晰度和色彩。根据能见度状况等级确定对当日的摄影指数的影响等级。六春湖上站能见度有效天数879 天，其中能见度≥15 公里，能见度好，视野清晰，影响摄影指数等级为1，共计468 天，占总样本数的53.2%；能见度为5～15 公里，能见度一般或较差，视野较清晰，影响摄影指数等级为2，共计175 天，占总样本数的19.9%；能见度为1～5 公里，能见度较差或差，视野不清晰，影响摄影指数等级为3，共计120 天，占总样本数的13.7%；能见度＜1 公里，能见度很差或极差，视野不清晰，山顶有雾出现，影响摄影指数等级为4，共计116 天，占总样本数的13.2%。六春湖上站海拔高，易出现有雾天气，影响摄影气象指数等级。根据能见度划分影响摄影指数的等级，结果如表2 所示。

表2 能见度对摄影指数的影响等级

2.3 风速对摄影指数的影响

风速或风向会影响摄影镜头的稳定性，直接影响照片成像的清晰度。根据风速等级确定对当日的摄影指数的影响等级。六春湖上站风速有效天数879 天，其中风速≤3.3m/s，为轻风及以下级别，对摄影创作无影响，影响摄影指数等级为1，共计453 天，占总样本数的51.5%；风速为3.4～5.4m/s，为微风级别，对摄影创作影响较小，影响摄影指数等级为2，共计338 天，占总样本数的38.5%；风速5.5～7.9m/s，为和风级别，对摄影创作影响较大，影响摄影指数等级为3，共计79 天，占总样本数的9.0%；风速≥8 m/s，为劲风及以上级别，对摄影创作影响很大，影响摄影指数等级为4，共计9 天，占总样本数的1.0%。根据风速等级划分影响摄影指数的等级，结果如表3 所示。

表3 风速对摄影指数的影响等级

2.4 相对湿度对摄影指数的影响

空气湿度大会影响空气的透明度，降低摄影效果。总云量与相对湿度呈显著正相关[4]。摄影时天空中的云量会影响图像构图及美感。因此选择相对湿度作为影响摄影气象指数的因子。六春湖上站相对湿度有效天数879 天，山顶的相对湿度高，上站的空气平均相对湿度约为84.3%。相对湿度为40%～60%，空气潮湿，为人体最适湿度区间，对摄影指数无影响，共计86 天，占总样本数的9.8%；相对湿度为60%～90%，空气湿润，对摄影指数影响较小，共计369 天，占总样本数的42.0%；相对湿度为＜40%，空气干燥，易引起人体不适，对摄影指数影响较大，共计21 天，占总样本数的2.4%；相对湿度为>90%，空气特别潮湿，此时山顶可能起雾，影响能见度，对摄影指数影响很大，共计403 天，占总样本数的45.8%。根据相对湿度状况划分影响摄影指数等级，结果如表4 所示。

表4 相对湿度对摄影指数的影响等级

3 摄影指数预测模型

根据六春湖上站的降雨量、能见度、风速和相对湿度四个气象因子资料，建立六春湖摄影指数预测模型[3]：

式中：Ir 为六春湖摄影指数，用于表示气象因子对摄影效果好与差的影响程度，其值越大，则气象条件越不利于摄影。Sr、Sv、Sh 和Sp 分别是六春湖上站的降雨量、能见度、相对湿度和风速对摄影指数的影响等级。f1、f2、f3 和f4分别是六春湖上站的降雨量、能见度、相对湿度和风速对摄影指数的影响权重系数。根据各类气象因子指标的重要性进行加权处理，确定六春湖摄影指数预测指标体系中各指标的权重数，以保证预测准确的科学性。各气象因子对六春湖摄影指数的影响力依次为降雨量、能见度、相对湿度和风速。表5 是各因子对六春湖摄影指数的影响权重值[3]。

表5 摄影指数的气象影响权重值

4 摄影指数分级评价

选取2020 年1 月9 日至2023 年1 月9 日的降雨量、能见度、相对湿度和风速数据建立摄影气象指数分级评价。数据样本共计1096 天，其中缺测记录217 天，可用数据样本共计879 天。其中2021 年的缺测数据最多，共119天。根据表6 摄影气象指数分级表进行分级，将摄影指数等级分为四级。摄影指数值越大，说明摄影气象条件差，越不适合摄影。

表6 摄影指数等级分类

一级适宜摄影：降雨量为0，天气晴朗；山顶能见度≥15km，能见度极好，视野清晰；风速＜3.3m/s，轻风级别及以下，人体体表舒适度高；山顶相对湿度为40%～60%，环境湿度适宜。摄影气象条件好，非常适宜摄影。

二级适宜摄影：降雨量0～10mm，小雨级别；山顶能见度5～15km，能见度较好，视野较清晰；风速3.4～5.4m/s，微风级别，此时风速能使旌旗展开；人体体表舒适度较高；山顶相对湿度为60%～90%，环境湿度高，高湿度可能会引起雨、雾出现。满足其中任一条件则被归类为二级较适宜摄影，此时摄影气象条件较好，较适宜摄影。摄影指数值越大，适宜程度逐渐变差。

三级一般适宜摄影：降雨量10～25mm，中雨级别；山顶能见度1～5km，能见度一般，视野较差；风速3.4～5.4 m/s，和风级别，此时风速能吹起尘土，可能引起人体不适；山顶相对湿度＜40%，环境湿度低，空气干燥。满足其中任一条件则被归类为三级较适宜摄影，此时摄影气象条件一般，较不适宜摄影。摄影指数值越大，适宜程度逐渐变差。

四级不适宜摄影：降雨量>25mm，大雨及暴雨级别；山顶能见度＜1km，能见度很差，视野不够清晰；风速3.4～5.4m/s，劲风及强风级别，此时风速能使小树摇摆或电线发出声响，风速较大可能存在安全隐患；山顶相对湿度为>90%，环境湿度高，高湿度可能会引起雨、雾出现。满足其中任一条件则被归类为四级较适宜摄影，此时摄影气象条件差，不适宜摄影。摄影指数值越大，越不适宜摄影。

5 摄影指数分级结果

取样本数据共计879 天，适宜摄影天数共计46 天，占总样本数的5.2%；较适宜摄影天数共计458 天，占总样本数的52.1%；较不适宜摄影天数共计310 天，占总样本数的35.2%；不适宜摄影天数65 天，占总样本数的7.4%。其中春夏秋冬四季分别为202 天、195 天、240 天和242 天。满足适宜或较适宜摄影的天数（摄影指数值≤2）共504天，春夏秋冬四季分别有111 天、129 天、133 天和131 天，占比为55.0%、66.2%、55.4%和54.1%。可以看出，夏季、秋季是较适宜摄影的季节，春季次之，冬季适宜摄影的天数较少。

选取2022 年数据为例，统计其全年摄影气象指数适宜度分布状况。全年有197 天适宜或较适宜摄影，春夏秋冬四季满足适宜或较适宜摄影的天数分别为47 天、68天、52 天和30 天。图2 是四季摄影适宜度占比图，四季中六春湖的夏季是最适宜摄影的季节，秋季和春季次之，冬季最差。