凯里市气候舒适度特征分析

Analysis of Climate Comfort Characteristics in Kaili City

摘要: 气候资源是国民经济的战略性资源，是旅游经济的重要基础。本研究基于凯里市1981~2020年逐日气象观测资料，深入分析凯里市气候特征，并利用人体舒适度指数(I_BC)量化人体舒适度特征、最舒适期及时长。结果表明：1) 凯里市气候温和，年平均气温16.2℃，平均年降水量1230 mm，雨量充沛且强降雨夜雨特征显著；风速、湿度、日照适中，气候资源优异。2) 凯里市历年平均人体舒适度指数(I_BC)处于4级，全年以“舒适”和“冷不舒适”天气为主，“热不舒适”天气极少。40年间“舒适”日数显著增加，“冷不舒适”日数则显著减少，以春季最为显著，具有“偏凉”向“舒适”靠近特征。3) 凯里市“舒适”天气主要在4月至11月，其中夏季最为舒适(长达90.1 d)，气候舒适期长，避暑条件优越。4) 特色景点下司古镇对大部分人来说，全年有9个月(3月至11月)适宜旅游或居住。综上，凯里市气候温暖湿润，气候舒适期长，旅游、宜居性高，具有较好的气候康养旅游创新与发展潜力。

Abstract: Climate resources are the strategic resources of national economy and an important foundation of tourism economy. Based on the daily meteorological observation data of Kaili City from 1981 to 2020, the study analyzed the climate characteristics of Kaili City in depth, and used the human comfort index (I_BC) to quantify the timely comfort characteristics of the human body and the maximum comfort period. The results show that: 1) The climate of Kaili is mild, with an average annual temperature of 16.2℃, average annual average precipitation of 1230 mm, abundant rainfall and heavy rainfall and night rain; moderate wind speed, humidity, sunshine and excellent climate resources. 2) The average human comfort index (I_BC) of Kaili City over the years is at level 4, mainly “comfortable” and “cold uncomfortable” weather throughout the year, and “hot uncomfortable” weather is very few. In the past 40 years, the number of “comfortable” days increased significantly, while the number of “cold uncomfortable” days decreased significantly, with spring being the most significant, with the characteristics of “cool” to “comfort”. 3) The “comfortable” weather in Kaili City is mainly in spring, summer and autumn, with the most comfortable summer (90.1 d), with superior summer conditions. From April to November, most people are comfortable and have a long comfort period. 4) For most people, the characteristic scenic spot, Xiadu Ancient Town, is suitable for tourism or residence throughout the year for nine months (from March to November). To sum up, Kaili City has a warm and humid climate, a long climate comfort period, high tourism or livability, and has a certain potential for innovation and development of climate health tourism.

1. 引言

气候资源作为自然界赋予人类的一种宝贵财富，不仅关乎人类生存与生活的基础条件，而且在国民经济战略层面发挥着至关重要的作用。特别是在旅游经济领域，气象资源既是构建旅游目的地核心吸引力的核心要素，也是衡量旅游活动品质优劣、游客体验满意度高低以及推动旅游业能否实现可持续发展的基石[1]。适宜的气温、恰当的湿度、和煦的风力及充裕的日照，均能极大地提升人们的生理舒适感和心理愉悦度[2]。人体舒适度，作为一个反映个体在不同环境条件下舒适状态的指标，已经逐渐成为评价旅游气候资源质量、指引旅游行为决策不可或缺的重要参考依据[3] [4]。历经大量的科研探索和实践经验积累，现已建立了温湿指数、风效指数、风寒指数[5]、气候舒适度指数、体感温度[5]、人体舒适度指数[6]等一系列评价体系，并采用单一指标、多指标及综合评价模型对各地旅游气候舒适度、资源质量进行研究[7]-[11]，目前研究主要采用经验模型结合地区特色为区域旅游经济发展提供科学依据。

凯里市地处云贵高原向中部丘陵过渡地段的独特位置，海拔适中，气候温和湿润，全年四季分明且雨量充沛，为生物多样性的繁衍生息提供了良好的生态环境。凭借其独特的自然地貌、丰富的生态资源以及多元深厚的民族文化底蕴，凯里市已蜕变成一处融汇自然美景、历史人文、民俗风情于一体的旅游理想胜地。本文旨在深入分析凯里市气候资源，充分分析其气候特征及人体舒适度动态变化特征，确定其气候舒适期及时长，以期提升凯里市旅游经济附加值，助力生态旅游业朝科学化、精细化方向稳步发展。

2. 资料与方法

2.1. 资料来源

本文所用资料为国家气象信息中心的站点日统计数据。凯里市国家级观测站1981~2020年和景区区域站下司2011~2023年的逐日气象观测资料中的逐日平均气温、降水量、平均相对湿度、平均风速等气象要素，对凯里市气候特征进行分析，并通过人体舒适度指数进行分析舒适度评价及舒适期分析。

2.2. 分析方法

2.2.1. 气候特征分析

适宜的温度和降水是表征人体舒适性的重要指标，也是评价地区气候适宜性的重要标准。本文采用温度、降水量、相对湿度、日照时数及平均风速等要素对凯里市进行气候特征分析。

2.2.2. 气候舒适度分析

本文采用《气候资源评价 气候宜居城镇》(QX/T570-2020) [12]人体舒适度指数(I_BC)综合考虑温度、湿度和风速对人体的综合影响。计算公式为：

$I_{BC}=\left(t\times 1.8+32\right)-0.55\times \left(1-h_u/100\right)\times \left(t\times 1.8-26\right)-3.2\sqrt{V}$

式中：I_BC为人体舒适度指数，四舍五入取整数；t为日平均气温，单位为摄氏度(℃)；h_u为日平均相对湿度，用百分数(%)表示；V为日平均风速，单位为米/秒(m/s)。

根据I_BC值将人体舒适度划分为10个等级(表1)，根据人体感觉程度划分为冷不舒适、舒适和热不舒适三个级别。

Table 1. Human body comfort index classification table

表1. 人体舒适度指数分级表

IBC	等级	感觉程度	划分
≥90	10	酷热，很不舒适	热不舒适
86~89	9	暑热，不舒适
80~85	8	炎热，大部分人不舒适
76~79	7	闷热，少部分人不舒适
71~75	6	偏热，大部分人舒适	舒适
59~70	5	最为舒适
51~58	4	偏凉，大部分人舒适
39~50	3	清凉，少部分人不舒适	冷不舒适
26~38	2	较冷，大部分人不舒适
≤25	1	寒冷，不舒适

3. 结果与分析

3.1. 气候特征分析

3.1.1. 气温特征

从图1可以看出，凯里市年平均气温呈显著增长趋势，趋势率达0.27℃/10a。年代际变化上，在20世纪80~90年代气温偏低为主，整体以0.22℃/10a缓慢上升。进入21世纪后气温开始呈偏高形势，增长速度有所加快(0.26℃/10a)。其中在1984年和2012年均出现1℃以上的明显偏低[13]。但凯里市整体气候温暖宜人，在40年间凯里市年平均气温为16.2℃，最高值为17.0℃ (2016年)，最低值为1984年14.8℃，较常年1984年偏低1.4℃。气温日较差(DTR)年平均7.8℃，常年在5.7℃ (1月)~9.2℃ (8月)。同时该地区冬季、夏季平均气温分别为6.3℃、24.9℃，冬暖夏凉，气温舒适宜人。

Figure 1. Annual average temperature distance change in Kaili City from 1981 to 2020

图1. 1981~2020年凯里市年平均气温距平变化

3.1.2. 降水特征

1981~2020年凯里市年降雨量整体呈微弱的上升趋势。年代际变化上偏少与偏多交替出现(图2(a))，其中在20世纪80年代、21世纪00年代偏少，而20世纪90年代、21世纪10年代则偏多，年代际年交替互补。凯里市降水充沛，年平均降雨量达1230 mm，最大值为2015年的1651.9 mm，较常年偏多3成，最低值为2015年的776.1 mm，也是唯一小于800 mm的年份，较常年偏少3成以上。

从40年间凯里市降水情况分析发现，凯里从4月入汛开始，4~8月平均降雨量均>100 mm，主汛期5~7月平均降雨量则可≥180 mm (图2(b))。从降雨日数及降雨时段上，凯里年平均夜雨日数可达183 d，约占年降雨日的80%。在逐日夜雨概率中发现从1~5月及10~12月夜雨在80.5%~90.8%，从5月下旬至9月由于汛期多降水，白天开始降水增多，夜雨占比则有所减少，但暴雨以上量级的降雨则呈现出显著的夜雨特征(图2(c)、图2(d))，对旅游、出行影响低。

Figure 2. Change of annual precipitation distance (a), monthly precipitation (b) and probability change of daily and night rain (c, d) in Kaili City from 1981 to 2020

图2. 1981~2020年凯里市年降水量距平变化(a)、各月降水量(b)及逐日夜雨发生概率变化(c、d)

3.1.3. 日照时数特征

从逐年日照时数来看，凯里市年日照时数整体呈显著下降趋势(图3(a))，趋势率达27.4 h/10a。其中在1981~1993年日照稳定，平均在1226.3 h，以偏多为主；1994年后逐年减少，个别年份出现突增现象。尤其是进入21世纪后，出现连续10年呈现正常到偏少状况。在2010年、2011年开始剧烈增加，出现1404.8 h的最高值(2011年)，与常年相比偏多2.3倍，而2015年出现946.3 h的最低值，比常年偏少2.3倍，年际差异大。凯里市年平均日照时数1174 h，其中夏季最多，5~9月平均日照时数 > 100 h，7、8月可到170 h左右，冬季仍有49 h的光照(图3(b))，暖阳能增加冬日舒适度。

Figure 3. Changes of annual sunshine hours (a) and monthly average sunshine hours (b)

图3. 年日照时数(a)和月平均日照时数变化(b)

3.1.4. 相对湿度特征

1981~2020年凯里市年平均相对湿度为78%，整体呈“偏高–偏低–偏高”形势(图4(a))。其中1981~2003年整体呈偏高形势，在2004~2011年开始出现连续8年偏低，并在2011年出现最低值，偏低5.9个百分点，次年迅速增加至偏高3.9个百分点，而后以偏高为主。凯里各月平均相对湿度均65%以下，其中1月、2月、6月相对较高，在60%~64%，8月最低，为52% (图4(b))。整体不会太干燥也不会过湿，体感舒适度高。

Figure 4. Changes in annual mean relative humidity (a) and monthly mean relative humidity (b)

图4 年平均相对湿度(a)和月平均相对湿度变化(b)

3.1.5. 风速特征

1981~2020年凯里市年平均风速整体变化较小，但年际差异较大，常年平均风速较小，在1.4 m/s (9月)~1.75 m/s (3月)之间，平均为1.56 m/s。从逐日极大风风雷达图来看，凯里市极大风以偏北风为主(图5(a))，40年间8级(17.2 m/s)以上极大风仅16次，风灾概率低(图5(b))。

Figure 5. Maximum wind direction (a) and cumulative days of maximum wind above level 8 in each month (b)

图5. 极大风风向(a)及各月8级以上极大风累计日数(b)

3.2. 凯里市人体舒适度变化特征

3.2.1. 人体舒适度指数特征

从凯里市1981~2020年人体舒适度指数(I_BC)变化图可以看出，40 a间凯里市人体舒适度指数呈波动上升趋势(图6(a))。凯里市人体舒适度指数在54.8 (1984年)~58.1 (2016年)，年平均56.57，常年位于第4级。考虑是由于该地区雨水充沛且海拔较高，因此整体偏凉。从逐年变化来看，I_BC具有一定的周期性特征，存在周期性峰年、谷年，且峰值、谷值呈逐渐增加趋势。从各等级占比可以看出(图6(b))，凯里市人体舒适度总共有7个等级，无酷热、暑热及炎热天气(I_BC ≥ 80)，整体以“偏热、舒适、偏凉、清凉、较冷”5个等级为主。其中以舒适日数最多，占总日数的33.34%；清凉等级次之，占比24.28%；其后是偏凉、偏热与较冷等级日数较为相近，占比分别为16.19%、15.37%、10.44%；而闷热和寒冷等级极少，仅占比0.10%、0.18%，整体舒适度高。

Figure 6. Changes of human comfort index in Kaili City from 1981 to 2020 (a) and distribution map (b)

图6. 1981~2020年凯里市人体舒适度指数变化(a)及分布图(b)

3.2.2. 气候舒适度年际变化特征

从人体感觉程度上来看，凯里市“舒适”天气最多，总数高达8476 d，占比达64.90%；“冷不舒适”为4572 d，占比35.0%；“热不舒适”则仅13 d，因此着重对“舒适、冷不舒适”天气进行逐年日数演变分析。从图7可知，40年间凯里市呈“舒适天气显著增加–冷不舒适天气显著减少”趋势，减少趋势率为4.8 d/10a (p < 0.01)。由此说明，凯里市气候舒适度整体在由“冷不舒适”天气向“舒适”天气逐渐转变，一定程度上有利于推动凯里市气候旅游资源的开发利用。

Figure 7. Evolution chart of the “comfortable” and “cold uncomfortable” weather days in Kaili City from 1981 to 2020

图7. 1981~2020年凯里市“舒适”“冷不舒适”天气日数演变图

3.2.3. 气候舒适度季节变化特征

Table 2. Number of days and trends of various seasons of comfort and cold uncomfortable in Kaili City

表2. 凯里市舒适、冷不舒适各季节日数及变化趋势

等级	春		夏		秋		冬
	平均日数/d	趋势率 d/10a	平均日数/d	趋势率 d/10a	平均日数/d	趋势率 d/10a	平均日数/d	趋势率 d/10a
舒适	66.225	1.219	90.025	−0.800^**	72.900	0.839	7.575	0.853
冷不舒适	22.775	−2.744^**	-	-	16.225	−0.748	81.200	−1.291^*

注：^**表示在0.01水平上显著，^*表示在0.05水平上显著。

Figure 8. Evolution diagram of comfortable (a) and cold uncomfortable (b) days in different seasons in Kaili City from 1981 to 2020

图8. 1981~2020年凯里市不同季节舒适(a)、冷不舒适(b)日数演变图

根据气候统计法，本文将3~5月划分为春季，6~8月划分为夏季，9~11月划分为秋季，12月~次年2月划分为冬季[8]。凯里市舒适天气主要集中在春、夏、秋3个季节，冷不舒适天气则主要在冬季(图8(a))。其中夏季舒适度最高，平均日数可达90.1 d，但呈显著减少趋势(表2)；春季和秋季次之，分别为66.3 d、72.9 d，冬季7.5 d，且均呈逐渐增加趋势，以春季最为明显。反之“冷不舒适”天气则主要在冬季(图8(b))，年平均81.2 d，春季和秋季平均22.8 d、16.3 d，三个季节均呈逐渐减少趋势，以春季最为显著。从年代际变化来看，“舒适”“冷不舒适”天气大致以21世纪为界，春季、秋季和冬季的“舒适”天气在20世纪80年代中后期到90年代出现偏少情况，进入21世纪后逐渐转为正常到偏多，夏季则在进入10年代后才逐渐偏少。“冷不舒适”天气则相反，在20世纪80~90年代整体呈偏多，进入21世纪整体则向偏少发展。

3.2.4. 气候舒适度月变化特征

从其月度分布情况来看，2月至12月均适宜旅游或居住，其中大部分人舒适的天气主要出现在4~11月(表3)，时间周期长；“冷不舒适”级别天气主要出现在1~3月和11~12月，且寒冷天气极少；“热不舒适”级别仅在7、8月出现极少闷热天气。由此可以看出凯里市舒适天气一年四季均有分布，舒适时间长。对凯里市“偏热、舒适、偏冷、清凉、较冷”5种主要类型天气进行逐月分析(表4)，发现偏热天气以7~8月为主，月平均天数 > 15 d；舒适天气一年四季均有出现，但以4~11月为主，其5月和9月 > 20 d，4月、6月和10月可达10~15 d；偏冷天气在除6~8月外其余月份均有出现，以4月、10月、11月为主，月平均天数 > 10 d；清凉天气主要以12月为主，平均天数可>20 d，1~3月、10月可达10~15 d；较冷天气虽然在1~3月和12月均有出现，但仅1月 > 10 d，其余月份均较少。

Table 3. Monthly human comfort index of Kaili City

表3. 凯里市逐月人体舒适度指数

月份	1月	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月
IBC	39	42	48	57	64	69	72	71	66	58	51	42

注：参考国际旅游界的标准并根据实际情况将I_BC等级为3~6级(39 ≤ I_BC ≤ 75)定义为比较适宜旅游或居住的舒适度范围，4~6级(51 ≤ I_BC ≤ 75)为大部分人舒适的范围，其中5级(59 ≤ I_BC ≤ 70)定义为旅游或居住最舒适。

Table 4. Average days distribution of human comfort levels by month in Kaili City from 1981 to 2020 (Unit: d)

表4. 1981~2020年凯里市人体舒适度各月等级平均天数分布(单位：d)

级别	等级	1月	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月
热不舒适	酷热	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	暑热	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	炎热	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	闷热	-	-	-	-	-	-	0.2	0.1	-	-	-	-
舒适	偏热	-	-	-	-	1.4	8.8	18.4	17.5	3.9	0.1	-	-
	舒适	0.1	0.5	2.8	11.7	23.3	17.3	6.5	9.2	21.7	13.1	2.7	0.1
	偏冷	1.1	3.0	7.4	11.2	3.4	0.1	-	-	1.5	12.5	10.9	1.9
冷不舒适	清凉	12.9	12.7	14.7	4.0	0.2	-	-	-	0.1	2.3	12.8	20.0
	较冷	14.0	9.7	3.1	0.1	-	-	-	-	-	-	0.8	6.5
	寒冷	0.4	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0.2

3.3. 主要景点旅游气候分析——以下司古镇为例

下司古镇是一个历史悠久的古镇，距今已有600多年的历史。以其丰富的历史文化和独特的民族风情而闻名，是国家AAAA级旅游景区。古镇的总面积约为154平方公里，有着“清水江上的明珠”和“小上海”的美誉。不仅是一个历史文化的宝库，也是一个自然风光和民族风情的展示窗口，是游客体验贵州多元文化和自然美景的理想之地。

发现下司古镇年平均气温为17.5℃，最冷月平均气温为6.8℃ (1月)，最热为26.7℃ (7月) (图9(a))；年平均降雨量为1190.77 mm；平均风速1.0 m/s。其海拔较低(730 m)，因此冬季气温较暖，夏季略高，所以与凯里相比较冷天气占比减少，闷热天气有所增加(图9(b))。

Figure 9. The proportion of monthly average temperature (a) and human comfort (b) in Xiasi Ancient Town

图9. 下司古镇各月平均气温(a)及人体舒适度(b)占比

根据人体舒适度指数计算结果(表5)，下司古镇全年均比较适宜旅游或居住，其中3~11月大部分人舒适，人体舒适期和大部分人舒适期均很长，对大部分人来说，全年有9个月比较适宜旅游或居住，十分适合观光游览。

Table 5. Monthly human comfort index of Xiasi Ancient Town

表5. 下司古镇逐月人体舒适度指数

月份	1月	2月	3月	4月	5月	6月	7月	8月	9月	10月	11月	12月
IBC	43	46	53	60	66	72	74	74	69	61	54	45

4. 结论与讨论

(1) 凯里市气候温和，雨量充沛，且强降雨多在夜间，旅游或居住舒适度高。

(2) 年平均人体舒适度指数()处于4级(偏凉等级)，全年有8个月(4月至11月)大部分人舒适，舒适期长，夏季最为舒适，避暑条件优越。且周边景点历史悠久，文旅价值高，地区“宜居、宜游、宜业”性高。

(3) 气候变化影响人体舒适度变化，气候变暖的大趋势下，一方面能在一定程度上促进凯里市冬、春、秋季更为暖和、更为舒适，提升凯里市的气候舒适度。另一方面则会造成夏季“热不舒适”天气增加，舒适度下降。如海拔相对较低的下司古镇夏季闷热天气比凯里多。此外是否会造成暖冬和酷暑更加频繁、热浪频发导致的夏季过于炎热而不舒适的日子增多等问题有待进一步加强分析研究。

(4) “绿水青山就是金山银山”，根据地区气候资源优势，合理规划功能路线，多部门联动，通过赏花、采果、民族文化以及登高、观日出日落、识云海等特色生态旅游项目，形成避暑、康养、旅游生态型产业链，助力地区生态优势转化为经济优势。

基金项目

黔东南州基础研究计划项目(黔东南科合基础[2023] 06号)、贵州省气象局登记项目(黔气科登[2024] 05-01号)资助。