湘西州夏季旅游气候舒适度的模糊综合评判

石燕清,尹 娟,张丹丹,孟晓艳

(湖南湘西自治州气象局,湖南 吉首 416000)

湘西州夏季旅游气候舒适度的模糊综合评判

石燕清,尹 娟,张丹丹,孟晓艳

(湖南湘西自治州气象局,湖南 吉首 416000)

文中选取湘西州 1971～2000年夏季 (7月)的平均气温、相对湿度和风速资料,作为评价气候环境对人体舒适度的影响因素,以集合论为基础,采用数学模糊评判方法,对湘西州夏季旅游气候舒适度进行模糊综合评判。

旅游气候资源;舒适度;模糊评判

1 前言

气候条件的优劣是决定一个地区旅游业发展的先决条件之一,也是旅游者考虑的主要问题。现代旅游事业及其活动的开展,诸如旅游地区的自然风光和最佳旅游季节的选择,都无不与气候有关。而对于旅游者来说,人们总是期望活动在一个舒适的环境当中。气候作为构成环境的重要条件之一,不仅影响旅游活动的环境和旅游活动本身,更为重要的是影响着游客的体感舒适度。

2 湘西自治州地理气候及旅游资源现状

2.1 地理位置

湘西州位于湖南省西北部,武陵山脉自西向东蜿蜒境内,系云贵高原东缘武陵山脉东北部,西骑云贵高原,北邻鄂西山地,东南以雪峰山为屏,系湘鄂渝黔四省市交界之地。湘西州境域,南北长约240Km,东西宽约 170Km,土地总面积 15 462Km2,有大小山峰 130多座。州内最高点为龙山县境内大灵山,海拔 1 736.5m,最低点为泸溪县上堡乡大龙溪出口河床,海拔 97.1m。受酉水、猛洞河、武水、沅水、辰水等河流的影响,境内地面被切割成众多盆地、台地和高峰、沟谷及陡坡,相互交错,山峦叠嶂,千姿百态。境域碳酸盐岩广布,岩溶地貌发育充分,多溶洞、伏流。

2.2 气候特点

湘西州域属中亚热带季风湿润气候,具有明显的大陆性气候特征：冬暖夏凉,四季分明,冬夏长春秋短;降水充沛,光热总量偏少;光热水基本同季;气候类型多样,立体特征明显。年平均气温 15.8～16.9℃,最冷月 1月平均气温在 4.4℃以上,最热月最高气温大于 35℃的天数 8～15d。极端最高气温40.5℃,极端最低气温-15.5℃。年降雨量 1 250～1 500mm,雨量集中在春、夏季,多见秋旱,4～8月降水量占全年降水总量的 65%～69%;多年平均日照时数 1 153.0～1 393.9h。主要气象灾害有干旱、洪涝、冰冻、冰雹、雷电、大风、春季低温阴雨、雾等。由于海拔的悬殊和地形、坡向等的不同,湘西州域气候类型无论是在垂直方向上还是在水平方向上都存在较大差异,气温、降水、日照、无霜期等均有显著差别,具体情况如表 1。

表 1 湘西州 8县市气候特点

2.3 旅游资源

湘西州历史文化底蕴深厚、自然风光奇秀,集人文景观和自然景观之大统,《神秘湘西游》正唱响全国、走向世界。著名风景区有凤凰古城、中国南方长城、里耶古城、猛洞河漂流、王村 (芙蓉镇)、吉首德夯苗族风情、栖凤湖、龙山火岩溶洞、塔卧湘鄂川黔革命根据地旧址等,以及里耶秦简、永顺县五代十国后晋天福午间的溪州铜柱、土家族千年古都老司城、凤凰县明代古建筑黄丝桥城堡,中华民国第一任内阁总理熊希龄、文学大师沈从文故居等。

3 湘西州夏季旅游气候舒适度评判

3.1 影响人体舒适感觉的气象因子

气温是影响人体舒适感的主要气象因子。人的正常体温为 35～37℃,当气温t≥35℃时,环境气温 ＞体温,人体就感到炎热、闷热;当t≥38℃时,人体会感到酷热[1];t=17～28℃时,人体会感觉凉爽、舒适或者温暖;t＜17℃时则会感觉较凉、冷或寒冷。相对湿度U也是影响人体舒适感的较重要的气象因子,有关研究表明,相同气温下,U=20%比U=50%时感觉更凉[2]。因此同样在 35℃的环境下,U=40%～50%,风速V≥3 m/s时,人体并不感觉很热,而U≥70%时,则感觉极其闷热,甚至出现中暑现象。此外,风、日照、降水、空气质量、紫外辐射等也不同程度地影响人体的舒适感觉。

3.2 评判方法

目前表征人体舒适度的指数很多,如温湿指数、体感温度、炎热指数等。中国气象局规定：舒适指数从 5—9月应用炎热指数,10月—次年 4月应用寒冷指数。由于 5—9月是湘西州旅游的高峰期,且 7、8月是湘西州一年中最热的月份,因此本文选取夏季典型代表月 7月湘西州各县 (市)(1971—2000年)气象资料来分析。

对舒适度的评价方法,本文是以集合论为基础,利用美国学者 L·A·查顿 (Zaden)提出的模糊集合的概念,为了评判湘西州夏季气候舒适度的水平分布,选取湘西州 1971～2000年历年 7月逐日平均气温、相对湿度和平均风速资料,作为评价气候环境对人体舒适度的影响因素,故选定因素的论域为 ：U=(气温t、相对湿度f、风速v),评价的论域为 ：A=(很舒适B1,舒适B2,较舒适B3,不舒适B4)。由环境卫生学获知,气温 24℃、相对湿度 70%和风速 2m/s,是夏季对人体最舒适的气候条件。据此,对三要素分别建立隶属函数方程[3](具体方程略)

将各站点的气候要素值分别代入各隶属函数方程,求出各站气温、相对湿度和风速的隶属函数值。根据各因素隶属函数值大小可规定[4]：

从单因素评判入手,建立U到A的单因素评判矩阵R,R中的每个元素是U中各因素诸记录隶属函数对应A中各等级的个数在该因素中所占的百分率。例如,将吉首站 1971年 7月 (31d)的逐日平均气温资料代入隶属函数方程计算,得到μt1～μt31,再对照以上舒适度分级标准,就可以找出吉首市 1971年 7月日平均气温属于很舒适、舒适、较舒适、不舒适的次数分别为 2、2、5、22,它们在该月气温记录次数 (31次)中所占的比例分别为 0.065、0.065、0.161、0.709,这是R中第一行元素,同理,对相对湿度和风速进行同样的计算,就可以得到R中的第二、第三行元素,即1971年 7月吉首市单因素判矩为：

依次类推,就可以得到其他年代夏季单因素评判矩阵Ri(i=1971,1972,……2000)。由此,便可得到湘西自治州 1971～2000年夏季舒适度的单因素评判矩阵：

在气候条件对人体舒适度的评价中,人体对小气候环境的感觉是多种因素的综合反映,故需作出综合评判,而影响人体舒适度的各因素中并不是起着相同的作用。对此,用数学的方式可表达为U中的一个模糊子集V。根据前人的研究结果和经验总结,认为气候因素：气温、相对湿度和风速三者对夏季人体舒适度的影响的权重分配为[4]：V=(0.60,0.20,0.20)是比较合理的,故综合评判为B=V·R,得出评价结果 (表 2)。

3.3 结果分析

为了直观的显示湘西州夏季气候舒适度的水平分布图,我们将各站的综合评判结果绘出了最舒适级B1,不舒适级B4,较舒适级以上 (B1+B2+B3)水平分布图,综合表示了湘西州夏季气候的舒适度情况 (图一 )。

表 2 湘西州 8县 (市)舒适度综合评判结果

图 1 B1分布图 (1),(B1+B2+B3)分布图 (2),B4分布图 (3)

从图 1中可见,夏季最舒适的是偏西偏北的高山地区,最舒适级指数B1在 0.30左右,最不适宜的是湘西州东南部,不舒适等级B4在 0.40以上。从平均温度、相对湿度、风速 3个主要影响舒适度的气象因子在各站点数据的对比情况来看,差异最大就是温度,所以可以说引起湘西州各地舒适度分布不同的主要气象因子是温度,而温度的差异与地势息息相关,湘西州地势西北高、东南低,偏西北地区由于地势高,平均温度较地势低洼的东南部常年偏低1～2℃,尤其是夏天,西北部的龙山较东南部的泸溪平均温度能偏低 2～3℃。由此可见湘西州各地旅游舒适度的差异与地势有很大关系,且与地势一样呈现自西北部向东南部递减的特点。如果以旅游舒适等级前 3项之和 ＞0.50的标准来看湘西州全州均在范围之内,也就是说湘西州是夏季旅游的适宜地。

4 总结

①通过舒适度,即可客观反映当地气候舒适度,又可使不同区域、不同地点间具有可比基础,对旅游区的开发及旅游地的选择具有很好的参考价值。

②加强对旅游业的管理,特别是旅游景点的管理,提高导游等从业人员素质,做到服务热情周到,安全第一;开发具有地方特色的旅游纪念品,形成湘西风格的旅游品牌和旅游文化;加强旅游环境的研究,组织有关人员从气候、人文、地理、民族民风、奇峰异石、古玩等进行深层次的研究,形成拥有知识产权的旅游文化,并以此做好全州旅游业发展长远规划和定位。

[1] 董蕙青,黄海洪,黄香杏,等 .南宁市“人体舒适度”预报系统[J].广西气象,1999,20(3)：37-40.

[2] 苗平 .湿空气对人体舒适性的影响[J].洁净与空调技术,2003(4)：13-16.

[3] 王琦 .实用模糊数学 [M].北京：科学技术文献出版社,1992.

[4] 陆鼎煌 .北京市绿化与居民夏季舒适度[J].北京林业,1984,34(1)：28-36.

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1003-6598(2010)增刊-0116-03

2010-09-10

石燕清 (1983-),女,助工,主要从事天气预报工作。