1963—2016年久治地區日照時數變化特征分析

韓有香　劉金青

摘要 利用1963—2016年久治地區逐月、年的日照時數、降水量、總云量、低云量等資料，通過線性傾向估計法、M-K法和累計距平分析了近54年來久治地區日照時數的變化特征，并用SPSS對影響日照時數的因素進行了相關分析。結果表明，1963—2016年久治地區年平均日照時數為2 348.3 h，日照時數以10.343 h/10年的速率增加；在四季中，冬季、春季、夏季、秋分別以1.586、1.395、1.510、5.609 h/10年的速率增加，其中冬季日照時數增加最為明顯；12月日照時數最長，9月日照時數最短；1月、4月和10月的日照時數分別以-0.600、-0.475、 -0.422 h/10年的速率減少，其他月份的日照時數則以不同的速率增加，其中9月增速最快，為5.065 h/10年；1963—2016年久治地區日照時數分別在1964年、1974年、1989年出現異常；由SPSS分析得知，晝降水量和日照時數存在微弱的負相關關系，說明日照時數隨晝降水量的增加而減少不明顯。除冬季日照時數與降水量成正相關關系外，其他3個季節的日照時數與降水量成負相關關系，四季的日照時數與降水量的相關關系并不明顯；總云量、低云量與日照時數成負相關關系，總云量對日照時數的影響較大，關系顯著；久治地區日照時數從1985年開始發生了突變。

關鍵詞 日照時數；變化特征；青海久治；1963—2016年

中圖分類號 P422.1+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）21-0233-04

日照是重要的氣候因子，也是可供人類開發利用的一種重要的可再生資源，更是農作物生長發育不可缺少的條件。日照時數是指某一地區內太陽實際照射地面的時數[1]，表征了時間的長短。日照時數直接影響地表可獲得的太陽輻射能量，進而影響其他地表通量和氣象要素的空間分布。因此，研究日照時數變化具有重要意義[2]。

目前，已有許多學者研究日照時數氣候變化特征[3-7]，陳少勇等[3]研究中國西北地區近47年日照時數的氣候變化特征發現，中國西北地區日照時數氣候傾向率為-19.9 h/10年，冬季日照時數最少，夏季日照時數最多，春季日照時數多于秋季，在氣候變暖的背景下，相對濕度、云量的增加是造成西北大部分地區日時數減少的主要原因。虞海燕等[4]研究我國近59年日照時數變化特征及其與溫度、風速、降水的關系發現，中國年日照時數呈顯著減少趨勢，日照時數氣候傾向率為-36.9 h/10年；日照時數與降水、氣溫成負相關關系，與風速成正相關關系。黃 勝等[7]研究近50年西寧市日照時數變化規律發現，西寧市日照時數呈減少趨勢，日照時數變化傾向率為-75.1 h/10年，夏季日照時數減少最多，冬季次之，春季最少，各月日照時數均呈減少趨勢。徐宗學等[8]研究發現1961—2001年黃河流域的日照時數呈明顯減少趨勢。許多研究發現20世紀90年代以來，中國大部分地區的太陽輻射、日照時數呈減少趨勢，并且認為這種減少趨勢與氣溶膠、云量、能見度的變化有關[9-12]。青藏高原地區空氣稀薄、透明度好，目前對該地區光能資源變化的研究相對較少[13-17]，有待進一步深入研究。因此，本文利用1963—2016年久治地區的日照時數、降水量、云量等資料，運用氣候統計方法分析了久治地區日照時數的氣候變化特征及其影響因子，以期為久治地區合理開發利用氣候資源提供科學依據。

1 資料與方法

1.1 資料來源

資料來自久治地區氣象局，對1963—2016年久治地區逐月數據進行統計整理，分析日照時數變化特征和突變特點，同時探討影響日照時數變化的氣象因子。季節劃分方法：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至翌年2月為冬季。

1.2 分析方法

利用線性傾向估計法[18]分析日照時數的變化趨勢，且對趨勢系數進行了顯著性檢驗；利用Mann-Kendall法[18]檢驗氣候突變，檢驗中出現的多交叉突變點通過結合累計距平檢驗法進行再次驗證；運用SPSS對影響日照時數的氣象因子進行相關性分析。

氣候異常有2種判別標準，一是距平超過標準差的2 倍以上，二是出現的幾率為25年以上一遇。本文采用距平大于標準差的2倍作為異常標準分析久治地區日照時數的異常特征。

2 久治地區日照時數的變化特征

2.1 日照時數的年變化

由圖1可知，久治地區年日照時數呈波動變化，日照多寡交替出現，氣候變化傾向率為10.343 h/10年，未通過顯著性檢驗，說明1963—2016年久治地區日照時數的增加趨勢不明顯。久治地區年平均日照時數為2 348.3 h，是三江源區日照時數最少的地區[19]。年日照時數最多的年份為2002年（2 557.8 h），最少的年份為1964年（1 989.1 h），兩者相差568.7 h，占多年平均值的24%。由圖2可知，20世紀60年代日照時數最少，只有2 278.9 h，較多年平均值少69.4 h；70年代日照時數有所增加，是54年來日照時數最多的年代，比60年代多110.7 h，與多年平均值相比較，增加了41.3 h；80年代日照時數與多年平均值基本持平，比70年代的日照時數少43.5 h。90年日照時數與多年平均比較，略有減少，相差32.9 h，較70年代、80年代分別減少74.2、30.7 h。進入21世紀后，日照時數開始增多，與多年平均值持平。10年代日照時數明顯增多，較多年平均值增加61.8 h。

2.2 日照時數的季變化

1963—2016年久治地區日照時數存在明顯的季節性差異，春季日照時數最長，達625.5 h；冬季日照時數次之，達624.3 h；夏季是久治地區降水量和云量最多的季節，受其影響，夏季的日照時數在四季中是最少的，只有536.6 h；秋季較夏季有所增加，日照時數為561.5 h。由圖3可知，1963—2016年久治地區四季的日照時數同年日照時數的變化趨勢一致，均呈增加趨勢，但各季節的變化情況不盡相同，春季、夏季、秋季和冬季的日照時數的氣候傾向率分別為1.395、1.510、5.609、1.586 h/10年，均未通過顯著性的檢驗，說明久治地區日照數的季節變化不明顯。endprint

2.3 日照時數的月變化

由圖4可知，一年中以12月日照時數最長，長達222.4 h；其次是11月，日照時數為219.6 h。9月日照時數最短，只有153.4 h；其次是6月，日照時數為161.7 h。最長日照時數與最短日照時數相差69.0 h。

由表1可知，近54年來久治地區各月日照時數變化情況各不相同，存在著明顯的差異性：1月、4月和10月的日照時數呈明顯的減少趨勢，分別以-0.600、-0.475、-0.422 h/10年的速率減少。其他月份均呈不同程度的增加趨勢，9月增加趨勢尤為明顯，增幅為5.060 h/10年，并通過了0.05水平的顯著性檢驗，表明久治地區9月日照時數增長明顯，而其他月份的日照時數均未通過顯著性檢驗。

3 日照時數的突變檢驗

利用M-K突變檢驗法對1963—2016年久治地區日照時數進行檢驗，由圖5可知，1963—1964年日照時數減少；1964—1968年處于上升期；從20世紀60年代末期開始，日照時數開始波動減少；70年代中期迅速上升，且這一上升趨勢通過了0.05水平的顯著性檢驗；80年代初期，日照時數進入減少階段，這一趨勢持續到21世紀00年代中期，之后日照時數處于緩慢上升階段。根據UF和UB曲線的交叉點位置，并結合累積距平圖的判斷分析，確定久治地區日照時數的突變開始時間為1985年。

4 異常年份

由表2可知，1963—2016年久治地區日照時數的異常年份共出現3次，分別為1964年、1974年、1989年；春季日照時數則出現了4次異常，其中，1964年、1989年為負異常，1980年、1983年為正異常；夏季日照時數只在2012年出現了1次負異常；秋季日照時數在1979年出現1次正異常，1963年、1994年出現負異常；冬季日照時數在1979年、1981年、2010年出現正異常。

5 久治地區日照時數變化原因分析

影響日照時數的主要氣象因子有云量、水汽壓和降水量等，本文主要探討日照時數與云量和降水量的關系。

利用SPSS對久治地區的降水分時段進行統計分析，發現晝降水量與日照時數存在微弱的負相關關系，相關系數為-0.201，說明日照時數隨晝降水量的增加而減少不明顯。就四季而言，冬季日照時數與降水量存在正相關關系，其相關系數為0.129；春季、夏季和秋季的日照時數與降水量成負相關關系，相關系數分別為-0.113、-0.200、-0.230，說明四季的日照時數與降水量的相關關系并不明顯。

利用SPSS分析總云量、低云量與日照時數的相關關系，發現總云量、低云量與日照時數呈負相關關系，相關系數分別為-0.519、-0.328，總云量對日照時數的影響較大，與日照時數成顯著相關關系。四季變化中，冬季、春季、夏季和秋季的總云量與日照時數存在負相關關系，其相關系數分別為 -0.165、-0.459、-0.803、-0.453，其中夏季總云量與日照時數變化高度相關，春季、秋季總云量與日照時數變化相關度低。四季中低云量與日照時數均存在負相關關系，冬季、春季、夏季和秋季的低云量與日照時數的相關系數分別為 -0.172、-0.378、-0.562、-0.479，從系數值來看，相關程度不如總云量明顯，僅夏季的相關程度達到顯著相關。由此可見，1963—2016年久治地區日照時數的增加是由云量減少而引起的，降水對久治地區日照時數變化影響不大。

6 結論

通過以上分析，得出1963—2016年久治地區的日照時數變化具有以下特點：

（1）1963—2016年久治地區日照時數呈增加趨勢，其變化傾向率為10.343 h/10年。20世紀60年代是日照時數偏少期，之后日照時數都較60年代有所增加，90年代日照時數略有減少，21世紀日照時數增加明顯。

（2）四季日照時數變化各不相同。各季市日照時數同年日照時數的變化趨勢一致，均呈增加趨勢，春季、夏季、秋季和冬季的日照時數變化傾向率分別為1.395、1.510、5.609、1.586 h/10年。冬季對年日照時數增加的貢獻最大，秋季次之。

（3）各月日照時數變化各不相同，12月日照時數最長，長達222.4 h；1月次之。9月日照時數最短，只有153.4 h，6月次之。1月、4月和10月的日照時數呈減少趨勢，變化傾向率為-0.600、-0.475、-0.422 h/10年。其他月份的日照時數均呈增加趨勢，其中9月日照時數增加最明顯，5月次之，9月和5月的變化傾向率為5.065、1.741 h/10年。

（4）由SPSS分析得知，晝降水量和日照時數存在微弱的負相關關系，說明日照時數隨晝降水量的增加而減少不明顯。除冬季日照時數與降水量成正相關關系外，其他3個季節的日照時數與降水量成負相關關系，四季日照時數與降水量的相關關系并不明顯。總云量、低云量與日照時數成負相關關系，總云量對日照時數的影響較大，與日照時數成顯著相關關系；四季的日照時數與總云量、低云量均成負相關關系。

（5）通過M-K檢驗和累積距平結果表明，久治地區的日照時數從1985年發生了突變。

（6）1963—2016年久治地區日照時數在1964年、1979年、1989年出現異常；春季出現2次正異常和2次負異常；夏季只出現1次負異常；冬季出現3次正異常。

7 參考文獻

[1] 中國氣象局.地面氣象觀測規范[S].北京：氣象出版社，2003.

[2] 何彬方，馮妍，荀學培，等.安徽省50年日照時數的變化特征及影響因素[J].自然資源學報，2009，24（7）：1275-1285.

[3] 陳少勇，張康林，邢曉斌，等.中國西北地區近47a日照時數的氣候變化特征[J].自然資源學報，2010，25（7）：1142-1152.endprint

[4] 虞海燕，劉樹華，趙娜，等.我國近59年日照時數變化特征及其與溫度、風速、降水的關系[J].氣象與環境研究，2011，16（3）：389-398.

[5] 楊小梅，安文玲，張薇，等.中國西南地區日照時數變化及影響因素[J].蘭州大學學報（自然科學版），2012，48（5）：52-60.

[6] 康淑媛，張勃，郭玉剛，等.1959年至2008年石羊河流域日照時數時空變化特征[J].資源科學，2011，33（3）：483-488.

[7] 黃勝，馬占良.近50年西寧市日照時數變化規律分析[J].高原氣象，2011，30（5）：1422-1425.

[8] 徐宗學，趙芳芳.黃河流域日照時數的變化特征及其影響因素[J].資源科學，2005，27（5）：450-456.

[9] 宋艷玲，董文杰，張尚印，等.北京市城郊氣候要素對比研究[J].干旱氣象，2003，21（3）：63-68.

[10] 韓軍彩，張秉祥，高祺，等.石家莊市蒸發皿蒸發量的變化特征及其影響因子分析[J].干旱氣象，2009，27（4）：340-345.

[11] 任朝霞，楊達源.近50a西北干旱區氣溫分區及其變化趨勢研究[J].干旱區資源與環境，2006，20（1）：99-104.

[12] 盧曉霞，陳胤華.東陽市50年來的日照時數統計與分析[J].安徽省農學通報，2008，14（15）：99-101.

[13] 毛飛，盧志光，鄭凌云，等.近40年那曲地區日照時數和風速變化特征[J].氣象，2006，32（9）：77-83.

[14] 林日暖，李春，張勇，等.西藏拉薩市農業氣候資源[M].北京：氣象出版社，2001：57-80.

[15] 黃瓊中.拉薩市環境空氣質量與氣象特征分析[J].中國環境監測，2001，17（6）：45-51.

[16] 馬鈺，唐朝椒，周余萍.青海氣候變化的再認識[J].青海氣象，1993（3）：15-17.

[17] 任國玉，郭軍，徐銘志，等.近50年中國地面氣候變化特征分析[J].氣象學報，2005，63（6）：942-956.

[18] 魏鳳英.現代氣候統計診斷預測技術[M].北京：氣象出版社，1999：62-65.

[19] 張占峰，張煥平，汪青春.三江源的氣候資源及變化趨勢分析[J].青海氣象，2013（2）：42-47.endprint