青藏高原青藏鐵路沿線旅游氣候條件研究

青藏高原青藏鐵路沿線旅游氣候條件研究

青藏高原獨特的歷史文化、豐富的民族感情、豐富的山河、豐富的高原生態(tài)形成了獨特的旅游資源。漢韻邊城、土族風情、撒拉爾家園、唐蕃文化、藏傳佛教、藏醫(yī)藥、藏族獨特的文化等無不對國內(nèi)外旅游市場產(chǎn)生巨大的吸引力。青藏鐵路建成后,該地區(qū)將形成鐵路、公路和航空的立體化交通,大大改善“進藏難”的問題。受該地區(qū)特殊地域知名度、長期交通的瓶頸影響以及前期宣傳的轟動效應,預計在青藏鐵路開通后,這一地區(qū)會成為世界旅游的一個“熱點”,屆時青藏鐵路沿線地區(qū)的旅游業(yè)也將迅速興起。青藏鐵路線地處我國西部的高海拔地區(qū)(圖1)。據(jù)《青藏鐵路線旅游發(fā)展規(guī)劃》中的專家評價,目前青藏鐵路沿線有世界級旅游資源9處:青海湖、昆侖山、可可西里保護區(qū)、三江源、納木錯湖、羌塘草原、布達拉宮、大昭寺、羅布林卡等。然而,這里的氣候條件,特別是空氣稀薄、含氧量低,紫外輻射強度大等因素可能會限制這一地區(qū)旅游業(yè)的發(fā)展。國外的氣候與旅游之間的關系研究起步較早,相關理論與方法日漸成熟。然而在我國,氣候與旅游之間的關系研究尚屬學術(shù)研究的薄弱領域。目前,國內(nèi)學者關于氣候?qū)β糜螛I(yè)影響的研究較少,氣候?qū)Ω咴貐^(qū)的旅游業(yè)的影響研究則更少,氣候因素對青藏鐵路線旅游業(yè)的影響到底如何是一個非常值得關注的科學問題。所以,本文擬利用青藏鐵路沿線10個氣象站(表1)的觀測資料,對青藏鐵路沿線的生物氣溫指標、紫外輻射強度、大氣含氧量以及障礙性天氣等旅游氣候條件進行分析,以期為進一步分析高原地區(qū)氣候?qū)β糜螛I(yè)的影響,進而為促進這一地區(qū)的旅游業(yè)發(fā)展提供科學依據(jù)。1溫度和生物指數(shù)1.1旅游氣候條件雖然一般用氣溫表示環(huán)境的冷熱,但是研究人對所處的大氣環(huán)境的舒適感,必須考慮到與氣候有關的濕度、氣流等氣象因素的綜合作用,這類綜合指標一般稱之為生物氣溫指標。生物氣溫指標有很多種類,如卡他溫度計(katathermometer)、實感溫度(effectivetemperature)、等價溫感(equivalenttemperature)、不適指數(shù)(又稱溫濕指數(shù),discomfortindexoftemperature-humidityindex)、寒冷指數(shù)(coldindex)等。國內(nèi)學者對旅游氣候條件評價中多采用溫濕指數(shù)和風寒指數(shù)等指標。其中范業(yè)正、郭來喜在評價中國海濱旅游地氣候條件時在風寒指數(shù)計算中還將日照因素也考慮在內(nèi)。在較高氣溫條件下,相對濕度的變化能夠明顯影響人體散熱功能。Tome和Boseno提出溫濕指數(shù)是為了評價夏季時人體對溫濕綜合影響的感覺。因此,溫濕指數(shù)更多地被用于計算較高氣溫環(huán)境下的人體舒適度,是生理氣溫熱應力評價指標。與此相反,風寒指數(shù)是表示失熱的指標,用于評價溫度較低時的氣溫與氣流對人體舒適的綜合影響。趙玲等和邸瑞琦等各自在大興安嶺地區(qū)和內(nèi)蒙古地區(qū)旅游氣候條件評價中用溫濕指數(shù)和風寒指數(shù)分別計算了夏、冬季旅游氣候舒適度,客觀地反映了當?shù)貧夂驐l件的優(yōu)劣勢。本文也采用溫濕指數(shù)和風寒指數(shù)計算青藏鐵路沿線地區(qū)旅游生物氣溫指標。由于青藏鐵路沿線地區(qū)氣溫較低(6、7、8月最高溫也只在10～26℃之間),年、日較差大。故本文對夏季和春、秋、冬三季的生物氣溫計算中分別運用了溫濕指數(shù)和風寒指數(shù)指標。(1)溫度和空氣相對濕度tTHI=t-0.55×(1-f)×(t-14.4)(1)式中,THI:溫濕指數(shù);t:氣溫(℃);f:空氣相對濕度(%)。THI的計算式是由Tome和Boseno的有效溫度的計算式Et=Td-0.55(1-f)·(Td-58)演變而來,其中Td為華氏溫度(u),Et和Td單位換算成攝氏溫度(℃)便得到式(1),它的物理意義是濕度訂正以后的溫度。(2)不穩(wěn)定區(qū)域kK=?(10V√+10.45?V)×(33?T)+8.55×SΚ=-(10V+10.45-V)×(33-Τ)+8.55×S(2)式中,K:風寒指數(shù);T:氣溫(℃);V:風速(m/s);S:日照時數(shù)(h/d)。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)。范業(yè)正、郭來喜等訂正的風寒指數(shù)(K)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。1.2青藏鐵路沿線地區(qū)旅游氣候?qū)嶋H效果根據(jù)上述公式并利用青藏鐵路沿線10個氣象站點1991～2000年的多年月均14時和上、下午8時平均的溫度、風速、相對濕度和月均日照時數(shù)等數(shù)據(jù),計算出6、7、8月的溫濕指數(shù)(THI)和9月至次年5月份的風寒指數(shù)(K)值。然后,根據(jù)表2分別確定THI和K所對應的感覺程度。該地區(qū)氣溫日較差較大,所以分別計算中午(14時)和早晚(上、下午8時的平均)的生理氣溫指標能夠更客觀地揭示青藏鐵路沿線地區(qū)的旅游氣候?qū)崨r。生理氣溫指標所對應的感覺程度可劃分為暴熱、炎熱、熱、暖熱、暖、舒適、涼、冷涼、冷、酷冷、可能凍傷等11個級別。從青藏鐵路線溫濕指數(shù)和風寒指數(shù)計算結(jié)果看(表3、4),青藏鐵路沿線地區(qū)沒有炎熱、熱和暖和的月份?？傮w來看,青藏鐵路沿線地區(qū)最舒適的旅游氣溫集中出現(xiàn)于5～9月份,最不適宜的旅游氣溫出現(xiàn)在1、2和12月份。春秋季的旅游生理氣溫指標為一般。部分地區(qū)冬季氣溫酷冷(五道梁、沱沱河、安多等地區(qū)),不適宜開展戶外旅游活動。該地區(qū)白天的生理氣溫變化較大,早晚溫度偏低。隨著海拔的上升,大多數(shù)地區(qū)每天的適宜旅游時段亦縮短。沿著青藏鐵路線旅游生理氣溫指標的空間差異顯著,鐵路線兩端地區(qū)的生理氣溫相對舒適,而中部高海拔地區(qū)的生理氣溫較低。如,青海省的西寧、剛察、格爾木、德令哈等地區(qū)和西藏自治區(qū)的拉薩、當雄等地區(qū)的生理氣溫舒適期較長,而鐵路沿線中部的那曲、五道梁、沱沱河等地區(qū)舒適期相對較短,其中伍道梁、沱沱河、安多等地區(qū)的冬季生理氣溫酷冷,對戶外旅游的限制較大。2紫外輻射強度差異由于高原地區(qū)空氣稀薄,太陽輻射總量大,且高原地區(qū)太陽輻射中紫外波段所占的光能比例比平原地區(qū)高,所以高原地區(qū)的紫外輻射強度較內(nèi)地平原地區(qū)大很多。如,紫外輻射的平均通量對比來看,那曲地區(qū)是蘇州的一倍。因此紫外輻射也是影響青藏鐵路線旅游的重要因素之一。2.1太陽輻射的紫外輻射能量關于高原地區(qū)紫外輻射時空分布的研究并不多,對高原紫外輻射的年、季、月分布的研究更少。本文利用青藏鐵路沿線5個太陽輻射觀測站(西寧、剛察、拉薩、那曲、格爾木)2001年的太陽輻射實際觀測記錄,依據(jù)太陽輻射中紫外輻射分量的比例(引自文獻),計算紫外輻射能量。由于太陽高度角在20°～70°之間,紫外光占太陽總輻射的比例差異不大于3%,因此,太陽輻射到達地面的紫外波段的能量,主要決定于太陽總輻射能量的多少,太陽高度角有一定影響,但并不大,用太陽輻射能來求算紫外波段的分光能量相差不過1%～2%。太陽輻射中絕大部分是可見光和紅外光譜區(qū),其總量占太陽輻射的93%左右。本文以紫外光所占太陽輻射中的比例0.07,計算了青藏鐵路沿線各地的太陽輻射總量。2.2日際變化較多,在較少的處理時長青藏鐵路旅游沿線地區(qū)的紫外輻射量在一年中的變化總趨勢呈單峰型拋物線(圖2),月際波動較大。從1～5月紫外輻射量逐漸上升,最大值出現(xiàn)在5～7月,8月出現(xiàn)一個相對低值,9～12月紫外輻射量逐漸下降。除了西寧地區(qū)的紫外輻射相對較低以外,其他地區(qū)的紫外輻射強度的空間差異并不明顯,夏季的紫外輻射強度均較高,而冬季的低海拔地區(qū)紫外輻射強度略低一些。青藏高原地區(qū)紫外輻射的日際波動很大,尤其是5～9月更為顯著。據(jù)有關資料進行經(jīng)驗推算可以總結(jié)出:當月紫外輻射量超過150MJ/m2時紫外輻射強度較高日(紫外輻射指數(shù)3級)出現(xiàn)的幾率高,外出時需戴好遮陽帽、太陽鏡和太陽傘、防曬霜等;當月紫外輻射量超過180MJ/m2時紫外輻射強(紫外輻射指數(shù)4級或5級)的日數(shù)會增多,除加強上述防護措施外,盡量避免光照強烈的中午和午后時段的戶外活動。從圖上可以看出,夏半年青藏鐵路沿線大多數(shù)地區(qū)的旅游活動將受到較強紫外輻射的影響。尤其是6、7月份,出現(xiàn)強紫外輻射時,游客即使具備上述紫外輻射防護措施,也不適宜在中午和午后時段進行戶外旅游活動。3增氣提效指標由于海拔高,青藏高原地區(qū)的含氧量只有平原地區(qū)的60%左右(海拔4000m高度的含氧量只有平原地區(qū)的60.8%)。隨著海拔的上升和空氣中含氧量的降低,人體肺內(nèi)氣體的氧分壓也必隨之下降,血液中血紅蛋白就不能被飽和,會出現(xiàn)血氧過少現(xiàn)象,使人感到不適。一般人們在高于1500m時開始有反映,到3500m高度高山反應明顯增多,到6000m以上高度則行動和用腦都很困難,嚴重者可能喪失知覺,到海拔8500m時達到人體所能承受的臨界極限(含氧量與人體反應之間的對應關系見表5)。人們對高原缺氧環(huán)境很難在短時間內(nèi)適應(一般需要30天),所以高原低壓缺氧環(huán)境也是影響青藏鐵路線旅游的最主要因素之一。旅游者往往可以采取一些措施來避免溫度、紫外等氣候要素的限制,可是對青藏鐵路沿線游客來說,不論在列車內(nèi)或在列車外,總免不了受到低氣壓缺氧環(huán)境的影響。故此,對高原含氧量時空變化的評價顯得尤為重要?？諝饷芏仁请S高度的增加而減小的,但從地面到250km高度內(nèi)的空氣樣品分析中看出,不論氣壓是如何隨高度降低,在90km以下的空氣層中,各種氣體成分的比例是基本不變的,以單位容積空氣中的含氧量而言,其比例始終是保持恒定不變。所以只要知道大氣氧分壓就可以了解某一地區(qū)的空氣含氧量狀況。氣壓與氧分壓之間呈正比關系(圖3,數(shù)據(jù)來源于文獻),氧分壓約為大氣壓的20%。依據(jù)公式y(tǒng)=0.2104x-0.6542(x為氣壓,y為氧分壓),利用氣壓觀測數(shù)據(jù)可以推算出大氣氧分壓。本文利用上述10個站點的1991～2000年的氣壓觀測資料,推算月平均氧分壓,并以此來分析青藏鐵路線地區(qū)空氣含氧量的月際變化及其空間差異。氧分壓計算結(jié)果(表5):青藏鐵路沿線地區(qū)空氣含氧量的空間差異較大。隨著海拔高度的上升空氣含氧量具有明顯的下降趨勢。西寧地區(qū)的含氧量最高,德令哈、格爾木等低海拔地區(qū)的氧分壓亦在110毫米汞柱以上,旅游者雖會明顯感到氣壓低及缺氧,但對旅游活動的開展并無大礙。拉薩、剛察地區(qū)的氧分壓略高于100,會有少數(shù)游客出現(xiàn)高原反應,隨著海拔的進一步增高,那曲、當雄、安多、沱沱河、五道梁等地區(qū)低壓缺氧環(huán)境對旅游者的影響將逐漸加大。預計唐古拉地區(qū)(海拔5031m,氧分壓在85毫米汞柱以下)多數(shù)旅游者將受到高原缺氧環(huán)境的影響。青藏鐵路沿線地區(qū)的空氣含氧量月際變化也具有明顯的規(guī)律?？諝夂趿孔罡咧党霈F(xiàn)在夏季末與秋季(7～11月),而冬季與早春時節(jié)(12～次年3月)空氣含氧量出現(xiàn)最低值。季節(jié)變化率約為3%。4青藏鐵路沿線地區(qū)冰雹天氣比較影響旅游的氣候因素中障礙性天氣也是不可忽略的部分。影響青藏鐵路旅游的障礙性天氣主要有雷暴、冰雹與大風。青藏高原是我國夏季雷暴活動最集中的地區(qū)之一。青藏鐵路沿線高原地區(qū)的年雷暴日數(shù)約為80天(那曲每年85.2天,最多98天),全年的雷暴集中出現(xiàn)于5～9月,占全年雷暴日數(shù)的85～90%。冰雹多也是高原天氣的特色之一,也是影響青藏鐵路沿線旅游業(yè)的障礙性天氣。青藏高原冰雹日數(shù)之多,不但為全國之冠,而且比同緯度其他地區(qū)要多十幾倍,甚至幾十倍。青藏鐵路沿線地區(qū)的冰雹天氣日數(shù)那曲為最多,平均年冰雹日多達35天。冰雹天氣主要集中在6～9月,占全年降雹日數(shù)的80%以上。當風速達到≥8級時,戶外活動十分不便,對旅游活動的開展形成障礙。青藏高原地區(qū)的大風日數(shù)也遠比同緯度其他地區(qū)要多。青藏高原地區(qū)的平均年大風(≥8級)日數(shù)多達100～150天,比同緯度我國東部地區(qū)(5～25天)多4～30倍。高原上不僅大風多,而且強度大,連續(xù)出現(xiàn)時間長。青藏高原上大風的季節(jié)變化明顯,主要集中出現(xiàn)在12月至次年5月,占全年大風日數(shù)的75%左右,其中尤以2～5月大風日數(shù)最為集中,占全年大風日數(shù)的50%。5青藏鐵路沿線地區(qū)旅游季節(jié)及周邊地區(qū)的氣候條件對青藏鐵路旅游線上述氣候要素的評價中可以得出如下結(jié)論:(1)旅游氣候適宜期隨海拔高度的上升而逐步縮短,形成顯著的空間差異。位于鐵路線兩端的西寧、拉薩等地區(qū)的旅游氣候條件最優(yōu),全年均較適宜旅游,其中最適宜期為5～9月。其次是剛察、德令哈、格爾木、當雄等地區(qū),最適宜期亦為5～9月,但冬季氣溫較冷。五道梁、沱沱河、安多等高海拔地區(qū)的冬季生理氣溫酷冷,對戶外旅游的限制較大。同時6、7月份的紫外輻射強也為這些高海拔