近59年河池市宜州區(qū)日照變化特征分析

廖家旺?韋瑞霞

摘 要：利用廣西河池宜州國家氣象觀測站1962—2020年日照觀測資料，采用線性趨勢、滑動平均、累積距平及Mann-Kendall檢驗法等方法，分析宜州區(qū)日照時數(shù)年際變化、季節(jié)變化、月變化及突變分析。結(jié)果表明，宜州區(qū)日照時數(shù)隨年份變化有顯著下降趨勢，下降傾向率為-72.3 h/10 a，峰值和谷值相差697.2 h，在1980年發(fā)生了由多到少的突變;日照時數(shù)還存在明顯的季節(jié)差異，夏、秋季變化較大，春、冬次之;月日照時數(shù)呈單峰型，8月日照時數(shù)最多，為204.7 h，2月最少，為53.4 h，兩者相差151.3 h。

關(guān)鍵詞：日照變化特征;線性趨勢;滑動平均;累積距平;Mann-Kendall檢驗法

中圖分類號：P467 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）34-0-03

Characteristics Aualysis of Sunshine Change in Yizhou District， Hechi in Recent 59 Years

LIAO Jiawang WEI Ruixia

（Yizhou District Meteorological Bureau， Hechi Guangxi 546300）

Abstract： Using the sunshine observation data from 1962—2020 of Yizhou National Meteorological Station， Guangxi， the interannual， seasonal， monthly and abrupt changes of sunshine duration in Yizhou district were analyzed by means of linear trend， moving average， cumulative anomaly and Mann-Kendall test. The results showed that there was a decreasing trend in sunshine hours in Yizhou district， with a decreasing tendency rate of-72.3 h/10 a， and a large variation range， with a difference of 697.2 h between peak and trough， and a sudden change from more to less in 1980， and a significant seasonal difference in sunshine hours， in summer， autumn， Spring and winter， and in August， the sunshine duration was 204.7 h and 53.4 h， respectively， with a difference of 151.3 h.

Keywords： sunshine variability;linear trend;moving average;cumulative anomaly;Mann-Kendall test

日照是氣候變化的重要因素。日照時數(shù)的變化影響著當?shù)氐臍夂蜃兓⒛茉撮_發(fā)與利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人類活動等[1]。研究日照時數(shù)分布規(guī)律及其變化趨勢，對合理利用當?shù)刭Y源、調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局等具有較大參考價值和意義[2-3]。宜州區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)中部偏西，龍江中游，是大西南出海通道的“咽喉要地”，屬亞熱帶季風氣候區(qū)。在氣候變暖的背景下，宜州區(qū)日照時數(shù)也發(fā)生了相應變化，與廣西整體保持一致，日照時數(shù)呈減少趨勢，但各地減少幅度存在一定差異[4-5]。為研究宜州區(qū)日照時數(shù)變化，筆者采用宜州國家氣象觀測站1962—2020年日照時數(shù)資料，利用線性趨勢、滑動平均、累積距平和Mann-Kendall突變等統(tǒng)計方法，對日照時數(shù)年際、季節(jié)、月份變化進行分析，以期為日常生活及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選取宜州國家氣象觀測站1962—2020年日照時數(shù)觀測資料，季節(jié)劃分為春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—10月）、冬季（12月至次年2月），分別計算出月、季、年平均日照時數(shù)。

1.2 研究方法

1.2.1 線性傾向估計方法。利用直線回歸方法對原時間序列進行擬合，揭示其變化趨勢并進行顯著性檢驗。

1.2.2 累積距平檢驗法。采用累積距平檢驗法判斷日照時數(shù)階段性變化，由曲線明顯的上下起伏直觀判斷其長期顯著的演變趨勢及持續(xù)性變化，甚至可診斷出發(fā)生突變的大致時間。

1.2.3 滑動平均序列曲線法。利用滑動平均序列曲線圖診斷其變化趨勢，看其演變趨勢是上升還是下降。

1.2.4 Mann-Kendall檢驗法。Mann-Kendall是一種非參數(shù)檢驗方法，若統(tǒng)計量UF或UB的值大于0，表明序列呈上升趨勢，小于0則表明序列呈下降趨勢。當它們超過臨界直線時，表明上升或下降趨勢顯著。如果UF和UB兩條曲線出現(xiàn)交點，且交點在臨界線之間，交點對應的時刻即為突變開始的時間。

2 日照時數(shù)變化特征

2.1 年際變化

從1962—2020年宜州區(qū)年日照時數(shù)線性趨勢（見圖1）可以看出，宜州區(qū)年平均日照時數(shù)為1 496.9 h，年際變化幅度大，其中最多出現(xiàn)在1962年，為1 849.7 h，最少是2012年，為1 152.5 h，最多年與最少年相差697.2 h。1962—1980年宜州區(qū)年日照時數(shù)偏多，年日照時數(shù)均大于多年平均值。從20世紀80年代以來，日照時數(shù)明顯偏少。除1983年、1987年、1999年、2000年、2003年、2004年、2007年、2010年、2016年這9個年份日照時數(shù)高于多年平均值，其余年份均低于多年平均值。宜州區(qū)日照時數(shù)呈顯著減少的趨勢，變化傾向率為-7.23 h/10 a，59年減少426.6 h。經(jīng)檢驗，相關(guān)系數(shù)|r|=-0.678 3，表明其減少趨勢在α=0.01顯著性水平顯著。據(jù)分析，日照時數(shù)的明顯下降可能與天氣狀況和大氣污染有關(guān)。通過5年滑動曲線分析，年日照時數(shù)從1962年開始波動下降，1993年降至低點后變化平緩，處于偏少日照時數(shù)階段，并持續(xù)至今。此外，它從1981年開始大致在年平均值以下波動，但未出現(xiàn)明顯上升或下降趨勢。

2.2 季節(jié)變化

對1962—2020年宜州區(qū)日照時數(shù)進行線性趨勢分析，宜州區(qū)各季節(jié)日照時數(shù)變化存在明顯差異，各季日照時數(shù)均呈明顯減少趨勢，減幅從大到小為夏季、秋季、冬季和春季，其趨勢系數(shù)分別為-2.68 h/10 a、-2.13 h/10 a、-1.32 h/10 a和-1.08 h/10 a，相關(guān)系數(shù)分別為0.564、0.460、0.331和0.330，其中夏季、秋季、冬季均通過α=0.01的顯著性檢驗，春季通過α=0.05的顯著性檢驗。此外，夏季對宜州區(qū)日照時數(shù)的減少貢獻最大，春季貢獻最少。宜州區(qū)4個季節(jié)平均日照時數(shù)以夏季最多為542.8 h，約占全年總量的36.3%，冬季最少為220.2 h，約占全年總量的14.7%。

2.3 月變化

對1962—2020年宜州區(qū)各月平均日照時數(shù)統(tǒng)計（見圖2）可知：宜州區(qū)月日照時數(shù)變化呈單峰型，日照時數(shù)平均124.7 h，8月日照時數(shù)最多，為204.7 h，2月最少，為53.4 h，

兩者相差151.3 h;5月平均日照時數(shù)較4月增加43.7 h，增幅為51.7%，在全年中增幅最明顯;10月平均日照時數(shù)較9月減少37.5 h，降幅為24.9%，在全年中降幅最明顯;2月和3月日照時數(shù)變化最小，相差僅為5.5 h。月日照時數(shù)最大值出現(xiàn)在1978年7月，為327.2 h，最小值出現(xiàn)在2012年2月，為2.6 h。

2.4 突變分析

年日照時數(shù)累積距平（見圖3），1962—1980年為正距平，呈增加趨勢;1981—2020年累積距平為負距平，呈減少趨勢。分析表明，年日照時數(shù)歷經(jīng)1962—1980年偏多期和1981—2020年偏少期。

利用Mann-Kendall檢驗法對1962—2020年宜州區(qū)日照時數(shù)序列進行突變分析（見圖4），給定顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=±1.96。分析UF曲線，自1981年來年日照時數(shù)下降趨勢顯著，在顯著性水平0.05的臨界線之間，1980年UF和UB曲線出現(xiàn)一個交點，說明年日照時數(shù)在1980年出現(xiàn)從多到少的突變，突變前后相差196.8 h，其中1980年以前在平均值以上范圍內(nèi)下降，1980年以后則在平均值以下范圍內(nèi)下降。基于年日照時數(shù)序列數(shù)據(jù)計算得到，1962—1980年，年平均日照時數(shù)為1 703.6 h，比年平均值偏多13.8%;1981—2020年，年平均日照時數(shù)為1 398.8 h，比年平均值偏少6.6%。由圖4中UF曲線看出，1962—2020年UF值小于0，表明59年間呈下降趨勢，從1981年開始UF值小于-1.96，1981—2020年宜州區(qū)日照時數(shù)下降趨勢明顯。

3 結(jié)論

①宜州區(qū)年日照時數(shù)總體呈下降趨勢，下降傾向率為-72.3 h/10 a，年平均日照時數(shù)為1 496.9 h，年際變化幅度大，最多在1962年，為1 849.7 h，最少為2012年，是

1 152.5 h，最多年與最少年相差697.2 h。從Mann-Kendall檢驗看，年日照時數(shù)在1980年發(fā)生由多到少的突變，突變前后年日照時數(shù)相差196.8 h。

②宜州區(qū)各季節(jié)日照時數(shù)減少趨勢顯著且變化存在明顯差異，夏季對宜州區(qū)日照時數(shù)的減少貢獻最大，春季貢獻最少。平均日照時數(shù)以夏季542.8 h和秋季462.2 h較多，春季271.8 h和冬季220.2 h較少。

③宜州區(qū)月日照時數(shù)變化呈單峰型，日照時數(shù)平均值為124.7 h，8月份日照時數(shù)最多，為204.7 h，2月最少，為53.4 h，兩者相差151.3 h。5月平均日照時數(shù)較4月增加43.7 h，增幅為51.7%，在全年中增幅最明顯;10月平均日照時數(shù)較9月減少37.5 h，降幅為24.9%，在全年中降幅最明顯。

參考文獻：

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