1960—2015年上海奉賢日照時數變化特征

湯晨陽 徐相明 顧品強

摘 要：該文利用奉賢區氣象站1960—2015年日照時數及降水日數資料，分析奉賢區近56a日照時數變化特征。結果表明：近56a奉賢地區年平均日照時數為1 945.3h，異常年份9a，月日照時數呈現“一高峰兩低谷”的規律，年、季度日照時數氣候變化趨勢呈現為一元二次方程，四季占年日照時數的比例值除春季外均呈現下降趨勢，且21世紀以來各季占年日照時數均近1/4，如2011年、2014年、2015年；20世紀80年代以來年日照處于資源豐富、年際變化比較平穩的狀態，尤其是1月、10月、11月日照時數變化較為穩定，但8月是日照資源豐富但變化幅度大的月份。通過相關分析得到日照時數的變化與降水日數呈負相關關系，年降水日數每增加1d，年日照時數減少7.4h，且當降水日數≤135d時日照時數一般≥1 800h、降水日數>135d時日照時數一般≤2 000h。

關鍵詞：日照時數；變化特征；降水日數

中圖分類號 P468 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）14-0149-04

Abstract：Using the data of sunshine duration and precipitation days at Fengxian meteorological station from 1960 to 2015，the variation characteristics of sunshine duration in the past 56 years have been analyzed. The result indicates that，the annual average sunshine hours at Fengxian area in recent 56 years is 1945.3 hours.There are nine abnormal years. The monthly sunshine duration has shown a significant tendency of a peak two valleys. The trend variation of the annual and seasonal sunshine duration appears as a quadratic equation. The seasonal sunshine duration accounted for the proportion of the annual sunshine duration present obvious down treng except spring. The seasonal sunshine duration is accounted almost for a quarter of the annual sunshine duration since the 21st century，such as 2011，2014，2015. Since the 1980s，the annual sunshine duration is rich in resources and its interannual variability presents relatively stable state，especially as in January，October，November.But in August，there are large variations of sunshine hours. Through some relative analysis，the variation of sunshine duration is obviously negatively with precipitation days. When annual precipitation days increase 1d per year，annual sunshine hours reduce 7.4h. When annual precipitation days are≤135d，annual sunshine hours are≥1800h generally. When annual precipitation days are>135d ，annual sunshine hours are≤2000h generally.

Key words：Sunshine duration；Variation characteristics；Rainy days

在日常生產中，氣候因子對作物物候影響明顯，光照條件是重要因子之一，目前已有眾多學者進行了光照對物候的影響分析，如宮恒瑞等[1]對烏昌地區近30a日照時數進行了分析，得出日照時數的變化對設施農業生產的不利影響較為明顯；曹巧蓮等[2]得出臨汾市日照時數的減少對小麥、玉米、棉花的生長都有不利影響；李君海等[3]得出陵水縣日照時數變化對農業的影響以冬季最為突出。

上海奉賢位于長三角，處于杭州灣北岸，屬于亞熱帶季風氣候。作為上海農業大區（縣），農業生產一直受到市委市政府的高度重視。為更好地服務當地農業生產，顧品強等[4]提出有效積溫、日照時數、降水對水稻、黃桃、油菜等作物生育期造成明顯影響；徐相明、費蕾等[5-6]通過對不同時期的有效積溫進行分析找出對物候的影響，并對奉賢1959—2010年氣象因子進行統計分析求出氣候變化。本文通過對日照時數單因子進行分析，找出年際、季度、月等不同時間尺度的氣候自身變化特征，并通過對異常年份的分析，為奉賢農業生產充分利用日照條件提供技術支撐。

1 資料來源及分析方法

資料來源：1960—2015年日照時數來源于上海市奉賢區氣象臺。分析方法：在EXCEL中進行一元二次函數、線性趨勢分析；采用距平值大于標準差的2倍作為異常標準來求出日照時數異常年份并進行異常特征分析。降水日數是指日降水量≥0.1mm的日數；四季分類采用上年12月至次年2月為冬季、3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季。

2 1960—2015年日照時數變化特征

2.1 日照時數年際變化特征 通過對1960—2015年奉賢地區年日照時數分析可知（圖1）：56a年均日照時數為1 945.3h，其中最多為2 278.1h（1967年），最少為

1 610.3h（1980年）；奉賢地區日照時數變化趨勢呈現為一元二次方程式，并通過a=0.01顯著性檢驗；20世紀60年代奉賢地區處于日照偏多狀態，比年均值偏多213h（10.9%），比其余年代偏多189.3h（9.6%）～347.8h（19.2%），而20世紀70年代、80年代處于日照偏少狀態，其中20世紀80年代日照時數僅為1 810.5h，比歷年均值偏少134.8h（6.9%），比其余年代偏少70.9h（3.8%）～347.8h（16.1%），20世紀90年代、21世紀00年代值比歷年均值略偏少，而21世紀10年代值比歷年值略偏多，但偏離值均在1%左右。總體來說，奉賢當地日照條件從20世紀80年代以來處于資源豐富、年際變化比較平穩的狀態，對當地生產充分利用日照資源提供較好的條件。

2.2 日照時數月、季節變化特征

2.2.1 日照時數月變化特征 通過對1960—2015年奉賢地區各月日照時數分析可知（表1）：奉賢地區各月日照時數呈現“一高峰兩低谷”的規律，高峰是7月（231.1h），低谷是2月（117.6h）和6月（146.7h），奉賢各月日照時數占年日照時數比例的變化趨勢與月日照時數變化基本一致，且兩種變化趨勢均與地球公轉規律一致；各月日照時數以5月、10月為分界線，每年5—10月月日照時數基本多于160h，而每年11月至次年4月的月日照時數基本少于150h，但6月日照時數僅為146.7h，雖處于次低谷仍多于每年11月至次年4月的月日照時數，分析6月日照時數偏少原因主要是該月奉賢地區處于梅雨季節，陰雨天氣較其它月份出現概率高；通過對各月日照時數求趨勢（圖略），得出一元二次方程式能夠基本反應出各月日照時數氣候趨勢，除6月、11月外其它各月呈現“U”型變化趨勢，說明目前奉賢地區6月、11月日照時數有減少趨勢，而其他月份有增多趨勢，且1月、3月、4月、6—8月通過a=0.01顯著性檢驗。

6—10月均為56a中最多的年代值，其中6—9月比均值偏多近20%；20世紀70年代各月基本接近均值，但5月、9月日照時數分別僅有143.7h、143.5h，比均值偏少28.2h、26.2h，比其余年代偏少27.0～39.0h、4.1～53.6h；20世紀80年代各月值基本接近或少于均值，但7月份僅為192.1h，比均值偏少39.0h，比其余年代偏少35.1～76.2h，可該年代12月日照達到166.6h，比均值偏多21.5h；20世紀90年代除1—3月外基本接近均值，其中1月、3月比均值偏少10%～20%；21世紀以來3月、4月比歷年偏多，而21世紀00年代12月日照時數為125.2h、21世紀10年代6月日照時數為112.2h，分別比均值偏少15.9%、30.7%，其余月份基本接近均值。從各年代各月日照時數偏離值看，可發現6—8月波動幅度大，振幅達到65h以上，而1月、4—5月、10—11月波動幅度相對較小，振幅小于40h，其中11月僅有16.7h；但從各年代各月日照時數占該年代年日照時數比例看，可發現4月、6月、8月、12月該比例值變化幅度均超過2.5%，而1月、10月、11月變化幅度僅為1%；從上面兩者變化幅度可知奉賢地區1月、10—11月日照時數變化較為穩定，而8月是該地日照資源豐富但變化幅度大的月份。

2.2.2 日照時數季節變化特征 對1960—2015年奉賢地區各季日照時數求趨勢（圖2、圖3），得出四季均呈現出先減少后增多（一元二次方程式）變化趨勢，其中春夏兩季趨勢通過a=0.01顯著性檢驗、冬季趨勢通過a=0.05顯著性檢驗；四季日照時數差值在前30年出現大幅減小趨勢，后26年呈現沿200～300h波動，其中21世紀00年代差值最小；四季占年日照時數的比例值除春季外均呈現下降趨勢，其中夏季減少趨勢為1.0h/10a，秋季、冬季略下降，而春季增幅達到1.0h/10a，夏春兩季通過a=0.01顯著性檢驗；四季比例差值呈現減少趨勢，幅度為0.9%/10a（通過a=0.05顯著性檢驗），從圖3可以看出，該比例值21世紀以來變化幅度較小，且出現各季占年日照時數近1/4，如2011年、2014年、2015年。

2.3 日照時數異常年份特征 以距平值大于標準差的2倍作為異常標準來對1960—2015年奉賢地區各年日照時數進行分析，得出異常年份為1965—1968年、1971年、1980年、1989年、2013年、2015年，這9年中偏多年份有6a，其中5a出現在20世紀60年代、70年代，偏少年份僅有3a。對日照時數與降水日數求相關，得出相關系數為-0.60，說明日照時數與降水日數呈顯著負相關。通過將日照時數異常年份的降水日數進行分析，日照時數偏多年份降水日數基本接近常年或偏少，日照時數偏少年份降水日數一般比常年偏多10%以上。通過對日照時數、降水日數求散點圖，可知降水日數每增加1d，年日照時數減少7.4h，且當降水日數≤135d時日照時數一般≥1 800h、降水日數>135d時日照時數一般≤2 000h。

3 結論與討論

（1）奉賢地區1960—2015年年均日照時數為1 945.3h，其中最多為2 278.1h（1967年），最少為1 610.3h（1980年），氣候變化趨勢呈現為一元二次方程式，并通過a=0.01顯著性檢驗。20世紀60年代奉賢地區處于日照偏多狀態，而20世紀70年代、80年代處于日照偏少狀態，20世紀90年代、21世紀00年代值比歷年均值略偏少，而21世紀10年代值比歷年值略偏多。總體來說，奉賢當地日照條件從20世紀80年代以來處于資源豐富、年際變化比較平穩的狀態，對當地生產充分利用日照資源提供較好的條件。

（2）奉賢地區各月日照時數呈現“一高峰兩低谷”的規律，高峰是7月（231.1h），低谷是2月（117.6h）和6月（146.7h），以5月、9月為分界線，5—9月日照時數偏多，而每年10月至次年4月日照時數偏少，其中6月本地處于梅雨季節日照時數偏少，奉賢地區6月、11月日照時數有減少趨勢，而其他月份有增多趨勢。20世紀60年代各月日照時數除4月外均多于均值，20世紀70年代除5月、9月外基本接近均值，20世紀80年代除7月、12月外基本接近或少于均值，20世紀90年代除1—3月外基本接近均值，21世紀以來3月、4月比歷年偏多，21世紀00年代12月、21世紀10年代6月分別比均值偏少15.9%、30.7%，其余月份基本接近均值。從各年代各月日照時數偏離值及各年代各月日照時數占該年代年日照時數比例看可知奉賢地區1月、10—11月日照時數變化較為穩定，而8月是該地日照資源豐富但變化幅度大的月份。奉賢地區各季日照時數呈現出先減少后增多（一元二次方程式）變化趨勢，其中春夏兩季趨勢通過a=0.01顯著性檢驗、冬季趨勢通過a=0.05顯著性檢驗，四季占年日照時數的比例值除春季外均呈現下降趨勢，且該比例值21世紀以來變化幅度較小，出現各季占年日照時數近1/4，如2011年、2014年、2015年。

（3）對1960—2015年奉賢地區各年日照時數進行異常分析，得出異常年份為1965—1968年、1971年、1980年、1989年、2013年、2015年，日照時數與降水日數相關系數為-0.60。日照時數偏多年份降水日數基本接近常年或偏少，日照時數偏少年份降水日數一般比常年偏多一層以上，且降水日數每增加1d，年日照時數減少7.4h。當降水日數≤135d時日照時數一般≥1 800h、降水日數>135d時日照時數一般≤2 000h。

參考文獻

[1]宮恒瑞，崔玉玲，鄭玉萍.烏昌地區日照時數變化特征及其對設施農業的影響[J].現代農業科技，2013，18：207-209，219.

[2]曹巧蓮，孫悅，陳霄健，等.臨汾市近40a日照時數變化及其對農業生產的影響[J].山西農業科學，2011，39（8）：880-882.

[3]李君海，吳耀庭.近36年陵水縣日照變化及對農業的影響[J].安徽農業科學，2010，38（18）：9675-9677.

[4]顧品強，吳永琪.奉賢地區四十年氣候變化和農業合理開發利用[J].上海農業學報，2000，16（3）：13-18.

[5]徐相明，徐佳，顧品強.奉賢地區1959—2013年熱量條件變化特征及對氣溫的響應[J].自然科學，2016，4（2）：123-131.

[6]費雷，徐相明，顧品強，等.1959—2013年奉賢區氣溫的年平均和季平均變化特征及震蕩周期分析[J]. 大氣科學研究與應用，2015（1）：74-83.

（責編：張宏民）