徐衛(wèi)星,王 成,陳 思,郭 光
(1.開平市氣象局,廣東 開平 529300;2.惠東縣氣象局, 廣東 惠東 516001;3.斗門區(qū)氣象局, 廣東 珠海 519100)
隨著人民生活水平的提高, 出行旅游人次越來越多,旅游給開平市帶來的收入也逐年增長(zhǎng)。2017年開平市人民政府辦公室印發(fā)了 《關(guān)于印發(fā)開平市進(jìn)一步推進(jìn)國(guó)家全域旅游示范區(qū)創(chuàng)建工作方案的通知》,表明旅游業(yè)已成為開平市未來大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。 因此,科學(xué)分析開平市旅游氣候資源,確定合理的旅游舒適度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是有必要的。 目前使用比較廣泛的標(biāo)準(zhǔn)為 《人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)》(GB/T 27963-2011),該標(biāo)準(zhǔn)適用于全國(guó)范圍人居環(huán)境舒適度評(píng)價(jià),如劉金利等[1]使用該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)珠海人居環(huán)境進(jìn)行了特征分析。 而針對(duì)旅游舒適度資源的分析,目前還沒有國(guó)標(biāo)可參考,但大多學(xué)者[2-5]使用GB/T 27963-2011 標(biāo)準(zhǔn)中的溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)等進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。
開平市屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū), 冬季年平均日數(shù)僅5 d,夏季年平均日數(shù)長(zhǎng)達(dá)212 d[6]。溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)的計(jì)算僅涉及氣溫、濕度、風(fēng)速及日照要素,而實(shí)際旅游活動(dòng)中, 戶外人群的舒適度體感會(huì)直接受到太陽(yáng)輻射的影響, 且開平是比較典型的夏季型旅游區(qū), 太陽(yáng)輻射因素顯然是舒適度評(píng)價(jià)中不可或缺的項(xiàng)。為此,本文引入含有太陽(yáng)輻射照度的WBGT 指標(biāo), 嘗試分析該指標(biāo)在開平旅游舒適度評(píng)價(jià)中的可行性。
本文使用的氣象觀測(cè)資料來自開平國(guó)家氣象觀測(cè)站的逐小時(shí)數(shù)據(jù)。
2.2.1 WBGT 指標(biāo)
Yaglou 和Minaed 為研究軍事訓(xùn)練中的熱傷亡,修正有效溫度CET 提出了WBGT 指標(biāo)[7]。 目前,該指標(biāo)已通過ISO7243 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證[8]。
WBGT=0.7Ts+0.2Tg+0.1Ta (有太陽(yáng)輻射)
或:WBGT=0.7Ts+0.3Tg (無太陽(yáng)輻射)
其中,Ts 為空氣自然濕球溫度;Tg 為黑球溫度;Ta 為空氣干球溫度。由于黑球溫度測(cè)量過程復(fù)雜,不易計(jì)算,本文采用張磊等[9]簡(jiǎn)化后的WBGT 計(jì)算公式:
其中,Ta 為空氣干球溫度;RH 為相對(duì)濕度;SR為總太陽(yáng)輻射照度。 WBGT 舒適度分級(jí)(GB/T 17244-1998)見表1。
表1 WBGT 指數(shù)的舒適度分級(jí)表
由于開平國(guó)家站無總太陽(yáng)輻射照度采集儀器,采用尚凱峰等[10]利用地表溫度對(duì)太陽(yáng)輻射照度的擬合公式,該公式的決定系數(shù)R2均在0.972 以上,能比較真實(shí)地反映平均日內(nèi)太陽(yáng)輻射與地表溫度的隨動(dòng)性變化規(guī)律:
公式(1)、(2)分別為上午、下午時(shí)段地表溫度與太陽(yáng)輻射關(guān)系式。其中ts·τ,為任意時(shí)刻地表溫度(℃);Iτ為任意時(shí)刻太陽(yáng)輻射照度(W/m2);a、b、c 為擬合常量,詳細(xì)數(shù)值見表2。
表2 地表溫度與太陽(yáng)輻射關(guān)系式參數(shù)
由于該關(guān)系式僅適用于夏季地表溫度與太陽(yáng)輻射的擬合,且必須為晴天,因此后文僅針對(duì)夏季晴天進(jìn)行分析。
2.2.2 溫濕指數(shù)
《人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià)》(GB/T 27963-2011)規(guī)定了人居環(huán)境氣候舒適度的術(shù)語(yǔ)、等級(jí)指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法, 適用于全國(guó)范圍人居環(huán)境氣候舒適度評(píng)價(jià), 其中設(shè)置的溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)也常常用于旅游舒適度評(píng)價(jià)。 當(dāng)兩種指數(shù)不一致時(shí),冬半年使用風(fēng)效指數(shù);夏半年使用溫濕指數(shù)。 本文僅適用溫濕指數(shù):
其中,I 為溫濕指數(shù), 保留1 位小數(shù);T 為某一時(shí)刻平均溫度,單位為攝氏度(℃);RH 為某一評(píng)價(jià)時(shí)段平均空氣相對(duì)濕度(%)。溫濕指數(shù)舒適度分級(jí)見表3。
表3 溫濕指數(shù)的舒適度分級(jí)表
2.2.3 指標(biāo)評(píng)價(jià)辦法
由6 名旅游業(yè)從業(yè)者、2 名醫(yī)務(wù)工作者、6 名氣象專家、5 名市民代表組成評(píng)價(jià)小組, 對(duì)旅游舒適度評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
本文選取開平市2017年符合地表溫度與太陽(yáng)輻射關(guān)系式(公式1、2)應(yīng)用條件的13 個(gè)個(gè)例(表4)作為舒適度評(píng)價(jià)的樣本。
表4 典型個(gè)例表
圖1 為WBGT 指標(biāo)及太陽(yáng)輻射照度平均值在各時(shí)次的分布。 可見,WBGT 指標(biāo)及太陽(yáng)輻射照度均大致呈現(xiàn)出“單峰”型分布,峰值均出現(xiàn)在12 時(shí),即早晨、傍晚數(shù)值相對(duì)較低,午間數(shù)值相對(duì)較高,且二者增減趨勢(shì)有較好的對(duì)應(yīng),大致呈同位相的關(guān)系。
圖1 WBGT 指標(biāo)及太陽(yáng)輻射照度平均值在各時(shí)次的分布
圖2 為溫濕指數(shù)及溫度、 空氣相對(duì)濕度平均值在各時(shí)次的分布。 可見,溫濕指數(shù)及溫度均大致呈現(xiàn)出“單峰”型分布,峰值均出現(xiàn)在15 時(shí),早晨數(shù)值較低,午間及午后表現(xiàn)為較高數(shù)值,傍晚數(shù)值有少許回落;而相對(duì)濕度為“單谷”型分布,谷值出現(xiàn)在14 時(shí),早晨數(shù)值較高,午間及后期均較低;其中,溫濕指數(shù)與溫度表現(xiàn)為同位相關(guān)系, 而與相對(duì)濕度表現(xiàn)為反位相關(guān)系。
圖2 溫濕指數(shù)及溫度、空氣相對(duì)濕度平均值在各時(shí)次的分布
圖3 為基于WBGT 指標(biāo)判定的舒適度等級(jí)在各時(shí)次的分布。 可見, 在WBGT 指標(biāo)下, 不舒適等級(jí)(熱、較熱)集中分布在11-15 時(shí),其中13 時(shí)出現(xiàn)“較熱”1 次。 而在溫濕指數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)下(圖4),不舒適等級(jí)(熱、悶熱)在各時(shí)次均有所表現(xiàn),且多出現(xiàn)在10-18 時(shí)。
圖3 基于WBGT 指標(biāo)判定的舒適度等級(jí)在各時(shí)次的分布
圖4 基于溫濕指數(shù)判定的舒適度等級(jí)在各時(shí)次的分布
可見,兩種不同的判定標(biāo)準(zhǔn)下,舒適等級(jí)的判定并不一致。 其中, 溫濕指數(shù)較WBGT 指標(biāo)表現(xiàn)的更“嚴(yán)苛”,即溫濕指數(shù)判定標(biāo)準(zhǔn)下,“舒適”等級(jí)僅為總樣本的2.8%,而WBGT 指標(biāo)下為88.8%。
從兩種指標(biāo)/指數(shù)的影響因子構(gòu)成來看, 由于開平屬于明顯的夏季型旅游區(qū),僅考慮溫度、濕度對(duì)人體舒適度體感的影響顯然不妥, 太陽(yáng)輻射對(duì)旅游人群的直接影響不可忽視。 因此,選擇綜合多種影響因子的WBGT 指標(biāo),既能客觀評(píng)價(jià)游客所處的熱環(huán)境,又能評(píng)價(jià)旅游本人的熱感受, 擺脫了溫濕指數(shù)依據(jù)單一氣溫、濕度等氣象參數(shù)來評(píng)價(jià)熱舒適度的不足,使評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)更完善, 更實(shí)用。 但為合理應(yīng)用WBGT 指標(biāo), 有必要對(duì)該指標(biāo)下舒適度判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
目前,日本、澳大利亞等國(guó)家已將WBGT 標(biāo)準(zhǔn)引入體育賽事的熱環(huán)境評(píng)價(jià)[11]。如日本體育運(yùn)動(dòng)協(xié)會(huì)為預(yù)防中暑給出的預(yù)警標(biāo)準(zhǔn),其安全標(biāo)準(zhǔn)為WBGT<21℃, 顯然與GB/T 17244-1998 中的舒適標(biāo)準(zhǔn)(WBGT≤30 ℃)有較大差異。國(guó)際馬聯(lián)也根據(jù)WBGT指數(shù)對(duì)馬匹影響程度進(jìn)行了分級(jí), 其安全標(biāo)準(zhǔn)為WBGT<28 ℃。
由于旅游行為較體育活動(dòng)的新陳代謝產(chǎn)熱量明顯偏低[12],同時(shí)結(jié)合陳睿智等[13]的研究, 將WBGT 指標(biāo)的判定閾值適當(dāng)上調(diào), 作為開平市旅游舒適度判定依據(jù), 并對(duì)游客及景點(diǎn)管理方提出相關(guān)意見 (表5)。
表5 優(yōu)化后的WBGT 指數(shù)舒適等級(jí)劃分表
如圖5 為基于新指標(biāo)判定的舒適度等級(jí)在各時(shí)次的占比分布。 可見,在新指標(biāo)判定標(biāo)準(zhǔn)下,“舒適”等級(jí)占總樣本的23%,明顯低于原標(biāo)準(zhǔn)的88.8%,但高于溫濕指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的2.8%。 其他非“舒適”等級(jí)比重中,“尚可”為35%、“注意”為31%、“小心”為10%、“警告”為1%。
圖5 基于新指標(biāo)判定的舒適度等級(jí)在各時(shí)次的占比分布
為使新指標(biāo)的評(píng)價(jià)可信, 特邀請(qǐng)旅游從業(yè)者、醫(yī)務(wù)人員、氣象專家、市民代表等共計(jì)19 人組成評(píng)價(jià)小組,對(duì)上述樣本新的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行認(rèn)定。 其中14 人認(rèn)為“新標(biāo)準(zhǔn)基本可行且優(yōu)于GB/T 27963-2011 標(biāo)準(zhǔn)”,5 人認(rèn)為“難以評(píng)價(jià)”。另外,評(píng)價(jià)小組全體人員均認(rèn)為有必要進(jìn)行盲測(cè)問卷調(diào)查,以確定其合理性。
(1)受太陽(yáng)輻射照度因子影響,WBGT 指標(biāo)表現(xiàn)為“單峰”型日變化特征,峰值出現(xiàn)在12 時(shí),早晨、傍晚指標(biāo)值較低,午間較高。
(2)目前使用較廣泛的GB/T 27963-2011 標(biāo)準(zhǔn)下,“舒適”等級(jí)僅占總樣本的2.8%;而GB/T 17244-1998 標(biāo)準(zhǔn)下,“舒適”占比達(dá)88.8%。 二者的評(píng)價(jià)結(jié)果有極大差異。
(3)使用優(yōu)化后的WBGT 指標(biāo)對(duì)旅游舒適度進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)小組認(rèn)為“新標(biāo)準(zhǔn)基本可行且優(yōu)于GB/T 27963-2011 標(biāo)準(zhǔn)”的占比為74%,且新標(biāo)準(zhǔn)有必要進(jìn)行盲測(cè)問卷調(diào)查,以確定其合理性。