尹 春，羅 漢，劉 抗，何金梅，崔秀云，王 琦

(1.甘肅省氣象服務(wù)中心,蘭州 730020；2.甘肅省人工影響天氣辦公室，蘭州 730020；3.甘肅省氣象局，蘭州 730020)

引 言

祁連山是我國西部重要生態(tài)安全屏障，是黃河流域重要水源產(chǎn)流地，也是我國生態(tài)極其脆弱區(qū)和生物多樣性保護(hù)優(yōu)先區(qū)域。祁連山有多條西北-東南走向的平行山脈和寬谷，西端與阿爾金山脈相接，東端與秦嶺、六盤山相連，長近1000 km，南北寬200-400 km，山峰海拔為4000-5000 m，最高峰海拔5808 m，海拔4000 m以上的山峰終年積雪，山間谷地的海拔也在3000-3500 m。祁連山獨特的內(nèi)流河、湖泊、荒漠、戈壁、草原、原始森林、特色雅丹和丹霞地貌，構(gòu)成了以莫高窟、月牙泉、嘉峪關(guān)、張掖丹霞、青海湖、塔爾寺等自然景觀和人文景觀交錯分布的祁連山景觀群。祁連山景觀群含嘉峪關(guān)文物景區(qū)等4A以上風(fēng)景區(qū)40余個，古“絲綢之路”歷史文明遺產(chǎn)豐富，“一帶一路”生態(tài)文明極具發(fā)掘價值。

作為構(gòu)成旅游環(huán)境的重要條件，景觀與體感相輔相成。1960 s以來多位學(xué)者提出了體感氣候舒適指數(shù)[1-2]，近年來國內(nèi)學(xué)者不斷進(jìn)行本地化修正完善，根據(jù)氣象因素對旅游的影響[3-5]和人體舒適度來評價旅游[6-11]，并采用定性與定量相結(jié)合的研究方法開展了旅游舒適度研究[12-20]。為了合理開發(fā)利用祁連山景觀群，本文在考慮旅游環(huán)境特征的同時，通過溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)、著衣指數(shù)和其組成的綜合旅游氣候指數(shù)等常用指數(shù)，開展祁連山區(qū)域景觀與氣候關(guān)系研究，旨在為祁連山生態(tài)文明建設(shè)提供氣象支撐。

1 資料與方法

1.1 資 料

本文把祁連山區(qū)域和河西走廊視為祁連山景觀群區(qū)域。此區(qū)域間著名的旅游景點有敦煌鳴沙山、月牙泉、莫高窟、嘉峪關(guān)等。本文使用資料為祁連山景觀群(圖 1)及其周邊,青海和甘肅省27個氣象觀測站45年(1971-2015年)逐月降水量、最大日降水量、日降水量≥0.1 mm的日數(shù)、最長連續(xù)降水日數(shù)(≥0.1 mm)、最長連續(xù)降水日數(shù)(≥0.1 mm)降水量、最長連續(xù)無降水日數(shù)(<0.1 mm)、平均地面溫度、平均5 cm地溫、平均10 cm地溫、平均20 cm地溫、平均40 cm地溫、平均相對濕度、平均水汽壓、蒸發(fā)量、平均總云量、平均低云量、平均風(fēng)速、日照時數(shù)、平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫等23項氣候要素實測資料，嘉峪關(guān)文物景區(qū)關(guān)城城樓自動站精細(xì)化氣象數(shù)據(jù)，以及嘉峪關(guān)文化和旅游局提供的嘉峪關(guān)文物景區(qū)等景點2009-2015年逐月游客流量數(shù)據(jù)。

圖1 祁連山景觀群及其周邊區(qū)域

1.2 方 法

依據(jù)國標(biāo)《GB/T27963—2011人居環(huán)境氣候舒適度評價》中的評價指標(biāo)計算方法，本文采用溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)進(jìn)行評價。

溫濕指數(shù)(THI)由俄國學(xué)者的有效溫度演變而來，它的物理意義是濕度訂正以后的溫度，綜合考慮了溫度和濕度對人體舒適度的影響，是人類氣候感受的第一指標(biāo)。

風(fēng)效指數(shù)(K)[21-25]是由Bedford提出的風(fēng)寒指數(shù)WCL計算式演變而來的，WCL是表征在寒冷環(huán)境條件下，風(fēng)速與氣溫對裸露人體的影響，其物理意義是指皮膚溫度為33 ℃時，體表單位面積的散熱量(kmol/m2·h)。Siple、Court及Thomas等對其進(jìn)行了改進(jìn)[23]。風(fēng)效指數(shù)(K)是既考慮體表的散熱也考慮了太陽輻射后人體的增熱，它是反映體表與周圍環(huán)境之間的熱交換，即體表單位面積的熱交換量率(正值為吸熱，負(fù)值為散熱)。THI和K的計算公式如下：

THI=T-0.55(1-f)(T-58)

(1)

(2)

式中，T為華氏溫度，t為月均攝氏溫度(單位：℃)，f為月均相對濕度(單位：%)，V為地面以上10 m高度處的平均風(fēng)速(單位：m/s)，s為日照時數(shù)(單位：h/d)。

表1給出溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)的指數(shù)范圍、分級及其對應(yīng)的生理感覺程度，其中A代表人體感覺非常舒適，B、b代表舒適，C代表較舒適。

表1 溫濕指數(shù)與風(fēng)效指數(shù)分級

2 祁連山景觀群的基本氣候特征

2.1 氣候分布特征和演變規(guī)律

2.1.1 氣候時空分布特征

氣溫分布特征為由東南向西北降低。冬季氣溫最低，夏季氣溫最高。冬季的大多為-12～-7 ℃，春季的為0～12 ℃，夏季的為11～25 ℃，秋季的為0～9 ℃。氣溫總體呈上升趨勢。其中，冬季升溫最快,為0.37 ℃/10 a；夏季升溫不明顯，為0.003 ℃/10a。從1997年開始?xì)鉁爻掷m(xù)升高中，河西走廊中部增溫較慢?！? ℃的積溫空間分布趨勢大致自東南向西北，由河川、谷地向山頂遞減，嘉峪關(guān)、敦煌等景觀區(qū)熱量資源相對較豐富，≥0 ℃的持續(xù)期為260天。

相對濕度年度和四季分布均呈現(xiàn)自東南向西北減小，相對濕度為34%～45%，是全國最小的地區(qū)之一；冬季的大多為50%～60%，春季的為26%～55%，夏季的為34%～60%，秋季的為31%～80%。

祁連山區(qū)降水量集中在5-9月,占年雨量的87.2%,而冬季10月-次年4月的只占年雨量的13.4%[26]。年降水量河西走廊的為40～200 mm，敦煌站平均年降水量僅38.7 mm，是甘肅降水量最少的地方；祁連山區(qū)的年降水量為200～400 mm，局地達(dá)600 mm；冬季降水量為5～12 mm，春季的為10～30 mm；夏季的為50～230 mm；秋季的為3～80 mm。河西走廊7月上旬降水量最多，12月上旬降水量最少。

冬季、春季日照時數(shù)為650 h左右；河西夏季的為670～960 h，秋季的為630～810 h。風(fēng)速變化冬季的為1～4 m/s，春季的為1～6 m/s，夏季的為2～4 m/s，秋季的為2～4 m/s。

2.1.2 氣候演變規(guī)律

祁連山區(qū)近50年年降水量呈上升趨勢,祁連山區(qū)的平均年降水量東、中段的增加幅度基本相同,西段的平均年降水量增加最為明顯。

祁連山區(qū)年平均氣溫在波動中呈上升趨勢,自1980年代中期以來增溫幅度明顯加大,1990年代偏高幅度最大。祁連山區(qū)氣溫空間分布以東西兩段增溫幅度最大。祁連山區(qū)1998年的平均氣溫達(dá)近50年最高[27]。

由上文可知，祁連山風(fēng)景群景觀區(qū)氣候要素的空間差異和四季差異懸殊，形成了祁連山多氣候形態(tài)景觀。

2.2 人居環(huán)境氣候舒適度

選取祁連山景觀群典型地區(qū)酒泉、張掖、金昌、武威等地，評價人居環(huán)境氣候舒適度，計算其2011-2014年溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)，并進(jìn)行評級(表 2)。對溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)評級為b、A、B、C指數(shù)等級的分析結(jié)果表明，酒泉、張掖溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)評級為“舒適”的時間段主要集中在5-9月；金昌兩指數(shù)評級為“舒適”的時間段主要集中在4-9月；武威溫濕指數(shù)評級為“舒適”的時間段為5-9月，風(fēng)效指數(shù)全年評級均為“舒適”。祁連山景觀群大部分地區(qū)人居環(huán)境氣候舒適時段集中在4-10月，其余時間受風(fēng)力大、濕度低等要素影響，人居環(huán)境氣候舒適度評級較低。

表2 祁連山景觀群典型地區(qū)年均溫濕指數(shù)與風(fēng)效指數(shù)評級

2.3 氣候災(zāi)害

祁連山景觀群中干旱為最主要的氣象災(zāi)害；大風(fēng)和沙塵暴災(zāi)害也較重，大風(fēng)日數(shù)每年有3～69天，沙塵暴日數(shù)為1～37天；暴雨、冰雹、霜凍和干熱風(fēng)相對較輕，無大范圍、系統(tǒng)性影響景觀旅游。

3 氣候變化響應(yīng)

選取祁連山景觀群北部區(qū)域的嘉峪關(guān)文物景區(qū)和敦煌鳴沙山月牙泉風(fēng)景區(qū)、南部區(qū)域的青海湖自然生態(tài)景區(qū)和塔爾寺人文景區(qū)，分析嘉峪關(guān)、鳴沙山月牙泉、青海湖和塔爾寺景區(qū)2009-2015年7年的游客數(shù)量序列，樣本容量為84(圖略)，以上4個景區(qū)的游客數(shù)量序列相互間在0.05水平上相關(guān)顯著，其中嘉峪關(guān)文物景區(qū)序列與其他三地相關(guān)程度最高，嘉峪關(guān)文物景區(qū)序列對祁連山景觀群游客變化具有區(qū)域代表性。

3.1 代表區(qū)基本情況

嘉峪關(guān)市地處甘肅河西走廊的中西部，東連神舟故鄉(xiāng)酒泉，南倚終年積雪的祁連山，西鄰旅游勝地敦煌，北接內(nèi)蒙額濟(jì)納旗，素有“河西重鎮(zhèn)”“邊陲鎖鑰”之稱。嘉峪關(guān)歷史文化底蘊深厚，是全國唯一的長城文化與絲路文化交匯的城市；嘉峪關(guān)文化旅游資源豐富，除歷史名勝之外，還有亞洲距城市最近的“七一”冰川；20世紀(jì)80年代，甘肅省嘉峪關(guān)市將祁連山“七一”冰川列為旅游景點，開創(chuàng)了中國現(xiàn)代冰川旅游的先河[28]。

嘉峪關(guān)地處戈壁腹地，平均海拔高度在1600 m以上，地勢西南高、東北低。嘉峪關(guān)屬溫帶大陸性荒漠氣候，其特點是日照時間長而強烈，風(fēng)多而大且溫差大，屬長日照區(qū)，全年日照總時數(shù)達(dá)3000多小時，日照率為69%；年平均氣溫為6.7～7.7 ℃，每年1月份最冷，7月份最熱，最高氣溫達(dá)38.7 ℃，晝夜溫差較大，日溫差最大達(dá)29 ℃；無霜期年平均130天左右，夏秋多東南風(fēng)，冬春多西北風(fēng)；常年干旱少雨，年平均降水量在85 mm左右，年平均蒸發(fā)量為2114.3 mm，年平均相對濕度為46%；年平均風(fēng)速為2.4 m/s。從氣候條件分析，以溫度、濕度和風(fēng)速3個因素對人體的生理和心理的影響最為敏感。

圖2為2009年-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)(包括嘉峪關(guān)關(guān)城、懸壁長城、長城第一墩、魏晉墓、博物館五個景點)游客月平均人數(shù)折線圖，表征游客人數(shù)的總體變化趨勢。由圖2可見，嘉峪關(guān)旅游景區(qū)游客量呈典型的“雙峰型”，平均8月份游客人數(shù)為年內(nèi)最高峰(占平均全年游客總數(shù)的24.28%)，10月份的為次高峰(占全年游客總數(shù)的18.91%)；6月份開始游客人數(shù)開始猛增，10月份起游客人數(shù)大量下降；1 月、3 月和11月份處于低谷；2月份春季長假期間，有一個旅游小高峰。2014年、2015年11-12月開始游客人數(shù)有一個小幅度回升，可能與當(dāng)?shù)芈糜谓祪r優(yōu)惠和節(jié)假日有關(guān)，5月和10月人數(shù)增多受小長假影響，但每年人數(shù)變化相對趨勢較為一致。

圖2 2009-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)游客月平均人數(shù)

3.2 對氣候要素變化響應(yīng)

圖3為2009-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)月平均氣溫及游客月平均人數(shù)變化曲線。由圖3可見，年內(nèi)游客人數(shù)與月氣溫二者變化趨勢十分相似，游客人數(shù)隨著氣溫升高而增加，反之減少，游客流量峰值滯后氣溫峰值一個月。對2009-2015年84個月游客人數(shù)與氣溫的相關(guān)系數(shù)的計算結(jié)果表明，二者在0.01水平上顯著正相關(guān)。由此可見，游客流量對氣溫響應(yīng)敏感。該區(qū)域溫暖的時節(jié)最具景觀吸引力，6到9月嘉峪關(guān)晴朗少雨，風(fēng)和日麗，相較于氣候炎熱、暴雨及地質(zhì)災(zāi)害頻繁的我國華北、華南、西南旅游景區(qū)，具有突出的氣候優(yōu)勢。

圖3 2009-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)月平均氣溫及游客月平均人數(shù)

嘉峪關(guān)2009-2015年年平均風(fēng)速為3.08 m/s，其中3-5月(春季)干旱多大風(fēng)，時有沙塵暴天氣出現(xiàn)，會給旅游帶來諸多不便。風(fēng)速(圖4)月季變化與客流量之間存在反相位對應(yīng)關(guān)系，在84個月序列長度上二者在0.1水平上顯著反相關(guān)，可見客流量對風(fēng)速響應(yīng)較為敏感。冬季(1月、11月、12月)強冷空氣、寒潮活動頻繁，影響游客外出觀光旅游。但在7到9月，平均風(fēng)速相對于全年其他月份來說較小，適宜出游，此時也是游客月平均人數(shù)一年中的最高峰。

圖4 2009-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)月平均風(fēng)速及游客月平均人數(shù)

2009-2015年客流量與月平均濕度的關(guān)系(圖略)類似于與風(fēng)速的關(guān)系，反位相程度弱于與風(fēng)速的相關(guān)程度，長序列相關(guān)性在0.2水平上顯著反相關(guān)，客流量對濕度具有一定程度的響應(yīng)。嘉峪關(guān)月平均相對濕度呈典型的“雙谷型”，5月、10月相對濕度較低，降水較少。

3.3 對氣候舒適度響應(yīng)

從溫濕指數(shù)(表3)看出，嘉峪關(guān)的溫濕指數(shù)季節(jié)性分布非常明顯，夏季指數(shù)較高，春、秋、冬季指數(shù)較低，春末夏初至初秋(5-9月)都處于人體感覺非常舒適和比較舒適的時段，春季與冬季(10月-次年4月)，由于溫度較低，濕度較小，人體感覺不舒適。

表3 2009-2015年嘉峪關(guān)年均溫濕指數(shù)與風(fēng)效指數(shù)

嘉峪關(guān)的年均風(fēng)效指數(shù)(表 3)變化平緩，11月-次年3月對應(yīng)的感覺程度均為冷或涼，4-5月、9-10月處于人體感覺非常舒適和比較舒適的時段，6-8月對應(yīng)的感覺程度為暖或暖熱。

分別對2009-2015年嘉峪關(guān)各月溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)與相應(yīng)的客流量的關(guān)系進(jìn)行分析。圖5、圖6分別為游客月平均人數(shù)與溫濕指數(shù)和風(fēng)效指數(shù)散點內(nèi)插后的關(guān)系曲線圖，從中可以看出，嘉峪關(guān)客流量月際變化隨著溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)的升高而增加，隨著溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)的降低而下降，其變化趨勢一致性程度很高。

圖5 2009-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)游客月平均人數(shù)與溫濕指數(shù)關(guān)系

圖6 2009-2015年嘉峪關(guān)文物景區(qū)游客月平均人數(shù)與風(fēng)效指數(shù)關(guān)系

客流量與溫濕指數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.650，在 0.05 水平(雙側(cè))顯著相關(guān)；客流量與風(fēng)效指數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.667，在 0.05 水平(雙側(cè))顯著相關(guān)?？梢姡土髁繉貪裰笖?shù)和風(fēng)效指數(shù)變化響應(yīng)敏感。

總的來說，嘉峪關(guān)旅游景區(qū)客流量與旅游氣候適宜性之間相關(guān)顯著、響應(yīng)敏感?？土髁颗c風(fēng)速和濕度有弱的反相關(guān)。11月平均氣溫下降至0 ℃以下時，游客量明顯下降，12月-次年3月氣溫低、濕度大、風(fēng)速大，旅游氣候適宜性為“極不適宜”，4月嘉峪關(guān)仍處于較冷時節(jié)，旅游氣候適宜性為“不適宜”，每年的11月-次年4月為旅游淡季，其中寒冷的1月是整個景區(qū)游客最為稀少的月份；5月后嘉峪關(guān)天氣逐漸回暖，氣溫上升，人體仍感覺偏冷，6-9月氣溫較高，濕度較大，風(fēng)速較小，屬于“適宜”季節(jié)；10月份之后天氣轉(zhuǎn)冷較快，氣候舒適度下降，屬“較不適宜”?？梢?，6-9月相對全年為最溫暖濕潤的時節(jié)，適宜出游，此時游客月平均人數(shù)達(dá)到一年中的最高峰。

4 結(jié)論和討論

4.1 主要結(jié)論

(1)祁連山景觀群區(qū)域氣候資源中氣溫、相對濕度空間分布特征為由東南向西北降低；日照區(qū)域差異小，風(fēng)速差異較大；降水量時空差異懸殊，河西走廊的年降水量為40～200 mm，敦煌站的年降水量僅38.7 mm，祁連山區(qū)的年降水量為200～400 mm，局地達(dá)600 mm。氣候要素的空間差異和四季差異懸殊，形成了祁連山多氣候形態(tài)景觀。暴雨、冰雹、霜凍和干熱風(fēng)等氣象災(zāi)害相對較輕，對景觀區(qū)無大范圍、系統(tǒng)性影響。

(2)祁連山景觀群代表點嘉峪關(guān)，年內(nèi)游客人數(shù)與月氣溫二者變化趨勢十分相似，游客人數(shù)隨著氣溫升高而增加，反之減少，游客流量峰值滯后氣溫峰值一個月?？土髁吭码H變化隨著溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)的升高而增加，隨著溫濕指數(shù)、風(fēng)效指數(shù)降低而下降，其變化趨勢一致性程度很高。祁連山景觀群客流量對氣溫和人體舒適指數(shù)變化響應(yīng)最為敏感，該區(qū)域溫暖的時節(jié)最具景觀吸引力。

(3)祁連山景觀群代表點嘉峪關(guān)，年內(nèi)游客人數(shù)對風(fēng)速和濕度呈弱的反相關(guān)，11月-次年3月濕度大，風(fēng)速大，氣溫低，旅游氣候適宜性為“極不適宜”，6-9月風(fēng)速較小，溫暖濕潤，適宜出游，是游客年內(nèi)高峰期；春季風(fēng)沙天氣較多，10月份之后氣候轉(zhuǎn)冷較快，11月平均氣溫下降至0 ℃以下，游客量明顯下降，氣候舒適度下降。

4.2 討 論

本文在分析旅游氣象條件時，只借鑒了有限的幾種指數(shù)和因素，但旅游舒適度還可能受到降水、氣壓、日照、輻射強度等其他更多氣象因素的影響，尤其是極端氣候的影響，具體的旅游氣候情況還需結(jié)合各類氣候因子做深入分析。因此，有必要在今后通過精細(xì)化研究，探討出更準(zhǔn)確的旅游舒適度指標(biāo)，引導(dǎo)客流在一年中形成合理的季節(jié)分配，充分合理利用氣候旅游資源，提高旅游質(zhì)量。另外，在分析嘉峪關(guān)文物景區(qū)分月游客人數(shù)時，景區(qū)游客量呈典型的“雙峰型”，兩個峰值與國內(nèi)的小長假政策有關(guān)，今后的研究中若能獲取滑動平均游客流量數(shù)據(jù)，游客人數(shù)與當(dāng)?shù)貧夂蛱卣飨嚓P(guān)性則會分析得更精準(zhǔn)。