1976—2015年水城縣日照時數時空變化特征分析

陳麗 董瑞 藏精明

摘要 根據1976—2015年水城縣逐日日照時數資料，采用MK突變、線性回歸傾向等方法，分析水城縣近40年日照時數時空變化特征。結果表明，水城縣近40年年平均日照時數為1 367.6 h，從線性趨向分析可以得出1976—1994年為年日照時數偏多期；1995—2004年、2005—2015年日照時數總體呈減少趨勢；春、夏、秋、冬季日照時數表現為減少趨勢，與年日照時數變化趨勢相對應，其中夏季減少趨勢最為明顯。

關鍵詞 日照時數；變化特征；貴州水城；1976—2015年

中圖分類號 P422.1+1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）10-0217-03

Analysis of Spatial-temporal Change Characteristics of Sunshine Duration in Shuicheng County During 1976-2015

CHEN Li 1 DONG Rui 2 ZANG Jing-ming 2 LI Gui-qiong 1

（1 Panzhou Meteorological Bureau of Guizhou Province，Panzhou Guizhou 553537； 2 Shuicheng Meteorological Bureau）

Abstract Based on daily sunshine duration data of Shuicheng County in 1976-2015，spatial-temporal change characteristics of sunshine duration in Shuicheng County in recent 40 years were analyzed by the method of MK mutation and linear regression trend. The results showed that the average annual sunshine duration in Shuicheng County in recent 40 years was 1 367.6 h. From the linear trend analysis，it could be concluded that the annual sunshine duration was excessive in 1976-1994. The sunshine duration showed a decreasing trend in 1995-2004 and 2005-2015. The sunshine duration in spring，summer，autumn and winter showed a decreasing trend，and the weakening trend in summer was the most obvious，which corresponded to the change trend of annual sunshine hours.

Key words sunshine duration；change characteristic；Shuicheng Guizhou；1976—2015

日照時數是衡量某一地區太陽光照時間程度的特征量，代表該區域太陽能可利用時間的多少，屬于氣象臺站常規觀測項目，是評價光資源的重要指標，也是人類和動植物賴以生存生長的環境條件之一[1]。日照時數的多少與植物生長息息相關，然而近些年來，隨著人口快速增長和人類活動的干擾，生態環境被破壞，空氣污染和溫室氣體濃度增加、全球氣候變暖已經成為眾所周知的事實，對氣候變化的研究是當前科學界關注的焦點之一[2]。

對于水城縣日照時數變動特征，有不少研究人員或專家進行了分析研究，但大多數的分析都集中在氣溫、降雨等方面，不僅分析方法單一、研究成果較為簡單，并且不能較好地反映日照的空間變異特征。筆者采用1976—2015年水城縣逐年、月日照時數氣象資料，采用MK突變分析、線性回歸傾向等方法進行研究，分析水城縣日照時數時空變動趨向及其影響因子，深入了解水城縣氣候背景，充分認識氣候資源變動的重要作用，為應對氣候變化、合理發展農業和增加農業生產布局、開發利用太陽能資源和旅游資源、促進區域可持續發展提供科學依據[3]。

1 研究方法

1.1 線性趨向分析

采用氣候傾向率法研究分析1976—2015年水城縣日照時數年際變化趨向，用Xi表示樣本量n的第i年日照時數，ti表示Xi對應的時間，建立Xi和ti之間的一元線性回歸方程：Xi=a+bti（i=1，2，…，n），其中a表示常數，b為回歸系數?；貧w系數b的符號代表變量X的變化趨向傾向，當b>0，說明隨著時間t的增加，X出現增高趨向，當b<0時，表明隨著時間t的增加，X出現下降趨向；b值代表上升或下降速率，即上升或下降的傾向率[4]。

1.2 MK突變分析

利用MK軟件對1976—2015年水城縣日照時數進行突變分析。

2 日照時數時空變化特征

2.1 年際變化

從1976—2015年水城縣日照時數變化趨勢（圖1）可以得出，近40年來水城縣年平均日照日數為1 367.6 h，偏多年份和偏少年份交替出現，年日照時數總體呈減少趨勢。水城縣日照時數變化特點整體可劃分為3個區間[5]：第1區間為1976—1994年，此時期年均日照時數為1 441.0 h，比40年平均值偏高73.4 h，19年中有12年較40年平均值偏高；第2區間為1995—2004年，該時期年均日照時數為1 330.8 h，年均日照時數趨于減少，較40年平均值偏低36.8 h，且40年中年日照時數次低值位于此區間，為1 108.2 h；第3區間是2005—2015年，該時段年均日照時數為1 304.2 h，呈明顯減少趨向，相對其他時段偏低。總的來說，近40年水城縣年日照時數呈減少趨勢，且減少趨向明顯，減少趨向率為-58.56 h/10年。

從1976—2015年水城縣年日照時數可知，1976—1980年年均日照時數為1 545.8 h，較40年平均值偏高178.2 h，除1976年以外，其余4年年日照時數均高于40年平均值。20世紀80年代年均日照時數為1 393.4 h，較1976—1980年平均減少了152.4 h，較40年平均值偏多25.8 h，該年代內有5年年日照時數偏低于40年平均值，其余5年均偏高于40年平均值，其中1987年和1990年年日照時數均在1 550 h以上。20世紀90年代是40年中年日照時數最低階段，年均日照時數僅為1 321.7 h，比40年平均值偏低45.9 h，較1976—1980年偏低224.1 h，與80年代相比，減少71.7 h，該年代內有6年年均日照時數低于40年平均值，40年中年日照時數次低值出現在90年代，為1 108.2 h；1992—1994年、1998年年均日照時數為正距平。進入21世紀后，年日照時數迅速減少，2001—2015年平均年日照時數為1 324.4 h，為40年中各年代次低值，較1976—1980年減少了221.4 h，較80年代減少69 h，較90年代偏多2.7 h，與40年平均值相比減少了43.2 h，15年中2001年（1 373.8 h）、2002年（1 549.5 h）、2003年（1 437.8 h）、2004年（1 444.7 h）、2006年（1 461.8 h）、2010年（1 430.6 h）、2011年（1 384.5 h）、2013年（1 466.7 h）高于40年平均值，其余7個年份均低于40年平均值，其中2008年達40年年日照時數最低值。

2.2 季變化

從1976—2015年水城縣四季日照時數變化情況（圖2）可以看出，在1944—1989年期間的春季月平均日照時數偏低于40年春季平均值，春季月平均最低值出現在1997年，為95.6 h；最高值出現在1980年，為182.2 h，相差86.6 h。夏季月平均日照時數變動趨向較大，其中最低值出現在1998年，為81.5 h；最高值出現在1978年，為199.8 h，差值為118.3 h。秋季月平均日照時數變動較為穩定，最低值出現在1991年，為66.7 h；最高值出現在1998年，為134.8 h，差值為68.1 h。冬季月平均日照時數為84.6 h，大致可分為1994年以前的大于40年平均值的偏高期和1995年以后的偏低期，該時期內出現7個年份冬季月平均日照時數在60 h以下，最低值出現在2011年，為40.7 h，最高值出現在2010年，為139.2 h，差值為98.5 h。

從1976—2015年水城縣近40年四季日照時數年代變化來看，水城縣春季月平均日照時數為136.2 h，氣候傾向率為-4.42 h/10年，其中，1976—1980年春季月平均日照時數明顯偏高于近40年春季月平均日照時數，為150.7 h；20世紀80年代與40年日照時數相當；進入21世紀后，春季月平均日照時數（133.9 h）較1976—2000年春季月平均日照時數（137.7 h）減少了3.8 h，較90年代略增多，較40年平均值減少了2.3 h。夏季月平均日照時數為133.5 h，氣候傾向率為-11.3 h/10年；1976—1980年、80年代夏季月平均日照時數均偏高于40年平均值，以1976—1980年期間為最高，達158.5 h；90年代與2001—2015年基本一致，夏季月平均日照時數均低于40年平均值，其中90年代為40年期間夏季月平均日照時數最低時段；2001—2013年夏季月均日照時數變化波動較大，有4年夏季月均日照時數在100 h以下，且2011年又出現了40年中夏季月平均次高值，195.4 h。秋季月均日照時數為101.5 h，其中1976—1980年秋季日照時數最多，為113.3 h；80年代出現明顯減少，為96 h，較1976—1980年減少了17.3 h，該年代為水城縣秋季月均日照時數最少時段；進入90年代后，秋季月均日照時數較80年代開始趨于增多，但增多幅度較小，較80年代增多4.9 h，但仍偏少于40年秋季月平均值0.6 h；2001—2015年期間日照時數持續增多，為101.6 h，偏低于1976—1980年平均值，偏高于40年秋季月平均值0.1 h；從整體上看，水城縣90年代以后秋季月均日照時數略有增多。近40年水城縣冬季月均日照時數為84.6 h，各年代呈持續減少的趨向，其中1976—1980年冬季月均日照時數最高，為92.7 h，80年代為85.7 h，分別偏高于40年冬季月平均值8.1、1.1 h；90年代冬季月均日照時數為83.3 h，進入21世紀后，冬季月均日照時數出現了明顯減少現象，為79.3 h，是40年中冬季月均日照時數最少時段，較1976—1980年減少了13.4 h，較40年冬季月平均日照時數減少5.3 h。

2.3 月變化

從1976—2015年水城縣月日照時數變化分布情況（圖3）可以看出，水城縣日照時數最多的月份是8月，為152.7 h；1月日照時數最少，只有77.8 h，可能與夏季太陽高度角高，可照時間長，降水相對集中，降雨量大，雨水沖刷空氣中污染顆粒，能見度較好的緣故；冬季降水少，太陽高度角低，可照時間短，相對日照時數較少。

3 日照時數突變分析

由圖4可知，日照時數突變統計曲線分別在1982年、1989年、1991年、1992年和2002年出現交叉，說明在該期間內發生了突變情況，而且突變發生后表現為先增加后減少的趨向。因此，在近40年中，水城縣年日照情況整體表現為減少趨向，說明1976—2015年水城縣大多以陰天為主，少陽光，這也正好印證了水城縣年平均氣溫較低的情況。

4 結論

（1）1976—2015年水城縣年均日照日數為1 367.6 h，日照時數出現了多寡交替現象，年日照時數最低值是2008年的1 097.2 h。年日照時數變化特征大致可將該地區可分為3個區間，第1階段為1976—1994年，為年日照時數偏多期，第2區間為1995—2004年，該區間年日照時數趨于減少；第3區間為2005—2015年，年日照時數體現為明顯減少趨向。從線性趨向分析可以得出，近40年水城縣年日照時數總體呈減少趨向。

（2）1976—2015年水城縣春季、夏季、秋季、冬季日照時數均為減少趨向，這與水城縣近40年年日照時數變化趨向一致，其中夏季減少趨向最為顯著，而秋季日照時數減少趨向不顯著。

（3）水城縣年日照情況整體表現為減少趨向，說明水城縣在40年中多以陰天為主，少陽光，這也正好印證了水城縣的年平均氣溫較低的情況。

5 參考文獻

[1] 李迎春，姚艷麗，謝國輝.新疆石河子墾區農業氣候資源的空間分布[J].干旱區地理（漢文版），2005，28（4）：497-500.

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[3] 董旭光，邱粲，劉煥彬，等.山東省日照時數的氣候變化特征及其影響因素[J].中國農業氣象，2013，34（2）：138-145.

[4] 張富翔，丁生祥，金元鋒，等.近47年同德地區氣候突變特征分析[J].安徽農業科學，2008，36（20）：8719-8722.

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