南靖縣近65年日照變化特征分析

□ 李雙錦 王麗玉 李 昕

（1.福建省氣象信息中心，福建 福州 350008；2.福建省氣象臺，福建 福州 350008；3.成都信息工程大學，四川 成都 610225）

日照時數，即地面實際暴露于陽光下受到照射的小時數，是表征太陽輻射強度的氣象要素之一，也是形成氣候的重要因素，與人們的日常生產生活、動植物的生長發育等密切相關。因此，日照時長對農牧業生產的部署和當地的生態建設有著顯著的影響。南靖縣位于福建省漳州市西北部，光、溫、水等農業氣候資源豐富。作為福建的地州之一，自然環境條件良好，可以發展農業生產，尤其是全縣日照充足，對農業、亞熱帶經濟作物、林木和部分熱帶作物的發展十分有利。因此，隨著全球氣候不斷變化的影響，研究該縣的氣候特征和日照變化趨勢是必要的，這對研究其他要素的變化也是有一定的指導意義的，也可為當地生態農業發展提供科學依據。

一、資料選取與分析方法

選取南靖縣1956-2020年共65年日照觀測資料，對日照時數數據進行計算、整理，整理出月、季、年的日照時長序列。并且以3～5月、6～8月、9～11月、12月至次年2月分別代表春、夏、秋、冬四季。利用線性回歸法、滑動平均及累積距平法，分析日照時數序列的線性趨勢傾向率和變化趨勢，用Mann-Kendall非參數檢驗法進行日照時數突變分析［1］。

二、結果與分析

（一）年日照時長序列變化特征分析

根據南靖縣年日照時長變化曲線和線性趨勢圖分析，可以發現，近65年來，南靖縣的日照時長呈不斷下降的形勢。氣候傾向率為-61.709h/10a，1956-2020年南靖縣年日照時數減少401.1h。日照時數年間差異較大，1963年峰值為2451.9h，2016年谷值為1505.9h，相差946h，是大多數年份的61.4%，多年平均值為1887.8h。

從年際變化來看，20世紀50-70年代以正距平為主（1970年、1973年、1975年為負距平）。20世紀50-70年代平均日照時數高于多年平均水平，20世紀60年代平均日照時數為各年代平均日照時數最大值，達到2119.8h。從日照時長的年變化趨勢來看，20世紀60、70年代日照時數變化振幅比較大，分別為623.4、548.7h，而60、80、90、年代以及21世 紀10、20年代日照時數變化振幅分別為297.9、428.2、366.9、471.6、410.6h。

累積距平分析。根據累積距平法分析，南靖縣日照時數可大體劃分為連個階段，1956-1980年為多照階段；1981-2020年寡照階段。2個階段的平均日照時數相差226.3h。

（二）季節日照時數序列變化特征分析

從南靖縣近65年來的四季日照時數變化來看，可以看出春、夏、秋、冬四季日照時數均呈現遞減的趨勢，氣候傾向率分別為-12.065h/10a、-18.16h/10a、-17.307h/10a、-11.621h/10a。春季（3-5月）的日照時數變化為211～582.7h，標準偏差為79.8h，平均為347.7h；夏季（6-8月）日照時數變化為389.5～823.4h，標準偏差為73.6，平均為599h；秋季（9-11月）日照時數變化為350.9～723.6h，標準偏差為76.7，平均為545.6h；冬季（12-2月）日照時數變化為220.9～592.9h，標準偏差為80.5，平均為398.3h。

運用累積距平方法分析日照變化趨勢。可以看出，四個季節的累積距平曲線整體處于單峰波動狀態。根據春季日照時數的累積距平曲線變化，可以發現，1956-1977年南靖縣日照偏多期（其中1974-1976年斷時段較小減少），1978-2020年呈持續減少趨勢，1993-2020年日照時數變化不明顯，呈現穩定下滑的趨勢。根據夏季日照時數的累積距平曲線變化，不難看出，1956-1991年夏季為日照時數偏多期，而1971-1984年的夏季日照時數出現相對穩定的不斷減少，但是，日照時數變化趨勢不明顯。1992-2020年為日照時數減少期累積距平減幅較大，日照時數已經大大減少。根據秋季日照時數的累積距平曲線變化可知，1956-1980年為多照期，1971-1975短時間減少趨勢，1981年開始，南靖日照呈遞減趨勢變化，其中1991-1995年短時間段日照時數增多趨勢。根據冬季日照時數的累積距平曲線變化，可知，1956-1980年累積距平曲線增幅較大，日照時數明顯遞增，期間1972-1975年出現短暫減少趨勢。1981年開始為寡照期，在20世紀80年代初中期日照時數發生明顯減少趨勢，1985-1986年出現短時間的增加趨勢，此后呈持續減少趨勢變化，2018年表現為增加趨勢。

（三）日照時數的突變檢驗分析

氣候突變是指在較短的時間內從一種相對穩定的氣候狀態向另一種氣候狀態快速轉變，表現出氣候系統的非線性特征。由圖1可知，南靖縣日照時數1962-1965年呈增加趨勢，從1964年一直呈下降趨勢，UF和UB線在1975年附近發生交叉，交叉點處于a=0.05的兩條信度線之間，UF線自交叉點后穩步下降并穿越-1.96的信度線，可見，1975年年日照時數發生減少突變。日照向著減少的方向變化。

圖1為南靖縣1956-2020年四季日照時數Mann-Kendal突變檢驗曲線。由圖1a可知，南靖縣春季日照時數在1958-1959年、1963-1974年呈增加趨勢，1975年以來呈減少趨勢，UF和UB線在1969年發生交叉點，交叉點處于a=0.05的置信區間內，UF線自交點后穩步下降并穿過a=0.05顯著檢驗性邊界，可見春季日照時數在1969年發生一次日照時數減少突變。由圖1b可知，夏季日照時數總體上呈減少趨勢，UF和UB線在1975年附近發生交叉，交叉點處于a=0.05的置信區間內，UF線自交叉點后逐步下降并下沖-1.96的信度線，可見夏季日照時數在1975左右發生了一次日照減少突變。由圖1c可知，秋季日照時數變化情況要復雜的多。在置信區間內交叉點較多，都集中在20世紀70年中期到80年代初期，分別為1974-1977年有4個交叉點及1981年一個交點，這里主要討論UF和UB相交于1981年的交點，自交點后UF值一直減少并穿過信度線的下邊界，可見秋季在1981年左右發生了日照時數減少的突變。由圖1d可知，冬季日照時數在1967年前呈增加趨勢，之后日照至2020年日照時數呈減少趨勢，UF和UB線在1979年附近發生交叉，交叉點處于a=0.05的置信區間內，可見冬季日照時數在1979年左右發生以此日照減少突變。

三、日照變化對水稻生產的影響

南靖縣屬亞熱帶季風氣候，主要農作物為水稻。根據上述研究，1956-2020年，南靖縣的日照時長有明顯減少的變化趨勢。這些變化對水稻產量的影響體現在幾個方面：一方面，光照不足會導致作物光合作用減弱，養分積累減少；另一方面水稻的結實率和千粒重急劇下降，最終導致水稻產量的嚴重下降。因此，不斷減少的日照時長對水稻的生長有著極其不利的影響。

四、結語

（1）南靖1956-2020年日照時數呈明顯下降趨勢，近65年，南靖縣日照時數減少了近401.1個小時，20世紀60年代的日照時數最多，較其他多年平均偏多30%，另外，南靖縣近65年日照時數年際變化幅度較大，最多年和最少年相差達960h。

（2）四個季節的日照時長變化與年日照時數變化基本相似，均呈現不斷減少的變化趨勢。夏秋兩季減少得多，春冬兩季減少得少。

（3）南靖縣日照時數的減少會給水稻生長帶來非常嚴重的不良影響，造成水稻光合作用下降，養分積累減少，還會造成水稻的結實率和千粒重大幅度降低，最終導致水稻的減產。