新疆阿克陶縣近50年日照時(shí)數(shù)的變化特征分析

仙米西努爾·克里木，阿布杜克尤木·吾布力，古麗巴哈爾·吾布力

（1.新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆阿克陶縣皮拉勒鄉(xiāng)恰爾巴格小學(xué)，新疆 阿克陶 845550）

新疆阿克陶縣近50年日照時(shí)數(shù)的變化特征分析

仙米西努爾·克里木1，阿布杜克尤木·吾布力2，古麗巴哈爾·吾布力1

（1.新疆師范大學(xué) 地理科學(xué)與旅游學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830054；2.新疆阿克陶縣皮拉勒鄉(xiāng)恰爾巴格小學(xué)，新疆 阿克陶 845550）

依據(jù)新疆阿克陶縣氣象站1960—2009年逐月日照時(shí)數(shù)以及與日照變化相關(guān)的水汽壓、降水、云量等資料，利用氣候統(tǒng)計(jì)方法分析了阿克陶縣近50年日照時(shí)數(shù)年代際、年際和各季的氣候變化特征及其變化原因.結(jié)果表明，近50年來(lái)阿克陶縣的年、季日照時(shí)數(shù)均呈減少趨勢(shì).各季減少的氣候傾向率不同，減少幅度最多的是夏季，最少的是春季.相關(guān)分析得出降水是影響阿克陶縣日照時(shí)數(shù)變化的主要因子.

日照時(shí)數(shù)；減少趨勢(shì)；降水

受人類活動(dòng)和自然變化的共同影響，全球氣候正經(jīng)歷一場(chǎng)以變暖為主要特征的顯著變化.氣候變化會(huì)引起大氣物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而影響到太陽(yáng)輻射能量的變化.不少學(xué)者對(duì)太陽(yáng)輻射、日照時(shí)數(shù)、日照百分率的氣候變化特征進(jìn)行了研究.李曉文［1］等指出1960—1990年中國(guó)大部分地區(qū)太陽(yáng)總輻射和直接輻射呈減少趨勢(shì).陳少勇［2］等研究了47年來(lái)西北地區(qū)日照時(shí)數(shù)的時(shí)空分布特征及其變化規(guī)律，表明西北地區(qū)的日照時(shí)數(shù)從東南向西北減少，冬季日照最少，夏季最多，春季多于秋季.西北地區(qū)大部分地方日照時(shí)數(shù)顯著減少，全區(qū)平均減少速率為1.992 h／a，1980年發(fā)生突變.陳志華［3］等詳細(xì)分析了近40年來(lái)新疆地區(qū)日照時(shí)數(shù)的分布和時(shí)空變化趨勢(shì)，表明近40年來(lái)新疆地區(qū)日照時(shí)數(shù)呈總體下降趨勢(shì)，新疆日照時(shí)數(shù)分布的主要地理特征是自西向東逐漸增加.了解日照得到氣候特征［4］、變化趨勢(shì)，對(duì)于合理進(jìn)行農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)布局、調(diào)整種植結(jié)構(gòu)有著十分重要的意義，但是在全球氣候變化的背景下阿克陶縣光能資源變化特征及其變化原因還不清楚，有必要進(jìn)行研究.出于此目的［5］，本文利用氣候統(tǒng)計(jì)方法分析了阿克陶縣近50年日照時(shí)數(shù)年代際、年際和各季的氣候變化特征及其變化原因.

1 研究區(qū)概況

新疆阿克陶縣位于我國(guó)西北邊陲帕米爾高原東部，塔里木盆地西部邊緣，面積為24 176 km2.地處北緯37°41′～39°29′，東經(jīng)73°36′～76°41′，絕對(duì)海拔1 180～7 719 m，西南高東北低，截然分為平原農(nóng)區(qū)與山間牧區(qū)兩部分.阿克陶縣屬于溫暖大陸性干旱氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明.平原區(qū)多年平均氣溫11.01℃，年均降水量75.5 mm，蒸發(fā)量1 971.2 mm，無(wú)霜期平均198 d，年均日照時(shí)數(shù)2 719 h，太陽(yáng)輻射年總量58.41 kJ／cm2，≥10℃的積溫為3 994℃.

2 資料和方法

資料來(lái)源于阿克陶縣氣象站，包括1960～2009年的逐月日照時(shí)數(shù)、降水量、總云量、低云量、水汽壓等氣候資料.日照時(shí)數(shù)是表征太陽(yáng)光照時(shí)間長(zhǎng)短的物理量，它表示某地太陽(yáng)能可被利用時(shí)間的多少，其長(zhǎng)短直接影響著農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)生產(chǎn)，對(duì)人類的日常生活也有著重要的影響，是表征某一地區(qū)光能資源的重要指標(biāo)之一，其單位為h.

討論日照時(shí)數(shù)的變化規(guī)律時(shí)采用了季節(jié)、年代、月份，四個(gè)季節(jié)的劃分方式為：當(dāng)年的12月至來(lái)年的2月為冬季，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季.首先對(duì)日照觀測(cè)資料進(jìn)行均一化檢驗(yàn)，然后應(yīng)用統(tǒng)計(jì)程序計(jì)算年、季的平均日照時(shí)數(shù)序列資料，利用計(jì)算的日照時(shí)數(shù)時(shí)間序列，以時(shí)間為自變量，要素為因變量，建立一元回歸曲線模擬方程（方程略）.計(jì)算模擬序列與原序列的相關(guān)系數(shù)、日照時(shí)數(shù)的變化傾向率以及各年代的平均值，運(yùn)用氣候趨勢(shì)分析、各要素對(duì)比分析等方法，分析了日照時(shí)數(shù)的歷史演變、年代變化特點(diǎn)及其成因.

3 日照時(shí)數(shù)變化特征分析

3.1 日照時(shí)數(shù)年變化特征分析

從阿克陶縣年日照時(shí)數(shù)變化曲線圖（圖1）可知：阿克陶縣日照時(shí)數(shù)多年平均值為2 719.2 h，1960—2009年的50年間，呈逐漸減少趨勢(shì)，其變化傾向率為－10.224 h／a，減少趨勢(shì)非常明顯.將逐年數(shù)據(jù)與多年平均值對(duì)比發(fā)現(xiàn)，阿克陶縣年日照時(shí)數(shù)大致可以分為兩個(gè)階段，20世紀(jì)80年代以前為大于多年平均值時(shí)期，80年代以后為小于多年平均值時(shí)期.從日照時(shí)數(shù)的年際變化幅度看，日照時(shí)數(shù)最多年份為1963年，為3 162.3 h，最少年份為2009年，為2 323.6 h，兩者相差838.7 h，由此可見(jiàn)，日照時(shí)數(shù)的年際變化比較大.

圖1 阿克陶縣年日照時(shí)數(shù)變化曲線圖Fig.1 Variation of annual sunshine hours in Akto County

3.2 日照時(shí)數(shù)年代變化特征分析

阿克陶縣多年日照時(shí)數(shù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：從1960—2009年的50年中，阿克陶縣年代際之間的日照時(shí)數(shù)也是一直減少的，年日照時(shí)數(shù)從20世紀(jì)60年代的2 880.5 h到21世紀(jì)初的2 495.2 h，減少了385.3 h，減少比較明顯.各年代之間減少的幅度存在差異，21世紀(jì)初減少幅度最大，20世紀(jì)60年代減少幅度最小.

表1 阿克陶縣年代平均日照時(shí)數(shù)及其與50年均值相比較的距平值Table 1 Comparison of decadal sunshine hours and 50－year average sunshine hours in Akto County h

3.3 日照時(shí)數(shù)季節(jié)變化特征分析

圖2給出了阿克陶縣四季日照時(shí)數(shù)逐年變化情況，從春季日照時(shí)數(shù)變化情況可見(jiàn)，日照時(shí)數(shù)近50年來(lái)逐漸減少，春季日照時(shí)數(shù)變化傾向率為－1.788 h／a.將逐年數(shù)據(jù)與多年平均對(duì)比發(fā)現(xiàn)，春季日照時(shí)數(shù)變化波動(dòng)比較頻繁，階段性不是很明顯.

從夏季日照時(shí)數(shù)變化圖可見(jiàn)，日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，夏季日照時(shí)數(shù)變化傾向率為－2.817 h／a.對(duì)比發(fā)現(xiàn)夏季日照時(shí)數(shù)大致可以分為三個(gè)階段，20世紀(jì)80年代以前的大于多年平均值時(shí)期，1984—1994年在多年平均值附近波動(dòng)時(shí)期，1995年以后逐漸少于多年平均值時(shí)期，最大值出現(xiàn)在1963年 （1 008.1 h），最 小 值 出現(xiàn)在 1998 年（806.2 h）.

從秋季日照時(shí)數(shù)變化圖可見(jiàn)，日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，秋季日照時(shí)數(shù)變化傾向率為－2.659 h／a.其階段性明顯，20世紀(jì)90年代以前大于多年平均值，90年代以后小于多年平均值.近50年來(lái)春季最大值出現(xiàn)在1979年（833 h），最小值出現(xiàn)2009年（576.8 h）.

從冬季日照時(shí)數(shù)變化圖可見(jiàn)，日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，冬季日照時(shí)數(shù)變化傾向率為－2.758 h／a，冬季日照時(shí)數(shù)的減少對(duì)年日照時(shí)數(shù)減少的影響大.同春季日照時(shí)數(shù)變化情況比較相似，冬季日照時(shí)數(shù)的階段性不顯著.近50年來(lái)冬季日照時(shí)數(shù)最大值出現(xiàn)在1963年（643.6 h），最小值出現(xiàn)在2006年（283.4 h）.

圖2 阿克陶縣四季日照時(shí)數(shù)變化及線性趨勢(shì)Fig.2 The seasonal changes of sunshine hours in Akto County

3.4 日照時(shí)數(shù)月變化特征分析

從阿克陶縣逐月日照時(shí)數(shù)變化圖（圖3）可以看出，一年中7月份的日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)，達(dá)309.5 h，其次是6月份，日照時(shí)數(shù)為307.7 h；1月份日照時(shí)數(shù)最短，數(shù)值為153.6 h，其次是2月份，日照時(shí)數(shù)為154.07 h；日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)的7月份與最短的1月份之間相差155.9 h.

各月日照時(shí)數(shù)氣候變化趨勢(shì)基本一致（見(jiàn)表2），呈現(xiàn)為不同速率的減少趨勢(shì).1、12月減少最多，50年共減少了73 h；3、4月份減少速率比較慢.

圖3 阿克陶縣日照時(shí)數(shù)逐月變化Fig.3 Variation of monthly sunshine hours in Akto County

表2 阿克陶縣逐月日照時(shí)數(shù)傾向率Table 2_The monthly tendency rate of sunshine___ho_u_rs___in___Ak_t_o__C_o_u_nty ___月 份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12___傾向率／（h·a－1） －1.27－0.15－0.67－0.37－0.73－0.83－0.98－0.99 －0.8 －0.93－0.92－1.33

4 日照時(shí)數(shù)變化的原因分析

影響日照時(shí)數(shù)的氣象因子很多，主要因子有云量、水汽壓、降水量等，下面具體討論各影響因子變化情況及與日照數(shù)的關(guān)系.

從阿克陶縣年日照時(shí)數(shù)變化曲線圖（圖1）和年降水量的年際變化曲線圖（圖4）中可以看到，1960—2009年50年來(lái)阿克陶縣的年降水總量值的波動(dòng)比較頻繁，而且波動(dòng)幅度也比較大，反映了降水量多年值的狀態(tài)不穩(wěn)定，年際變化比較大，但是仍然可以看出曲線呈波動(dòng)式上升的特征.近50年來(lái)阿克陶縣降水量增加趨勢(shì)明顯，變化傾向率為0.875 mm／a.

年日照時(shí)數(shù)有明顯的減少趨勢(shì)，變化傾向率為－10.224 h／a，20世紀(jì)90年代以后日照時(shí)數(shù)減少比較明顯，但是這個(gè)時(shí)期降水量的增加也較為明顯，年降水量在年內(nèi)分布不均勻；夏季降水量增加最多（變化傾向率為0.464 mm／a）；夏季的日照時(shí)數(shù)減少的最多（變化傾向率為－2.817 h／a）；春季降水量增加最少（變化傾向率為0.025 mm／a）；春季日照時(shí)數(shù)減少最少（變化傾向率為－1.788 h／a），說(shuō)明日照時(shí)數(shù)的減少與降水量的增加有關(guān)，降水量增多，日照時(shí)數(shù)減少.因此氣候變化是日照時(shí)數(shù)減少的原因之一.

對(duì)于其他影響日照時(shí)數(shù)的因子，例如云量，其變化與阿克陶縣近年來(lái)日照時(shí)數(shù)的減少關(guān)系不明顯.1960—2009年的總云量和低云量不管在年平均值上還是在四個(gè)季節(jié)里都呈增加的趨勢(shì)，但增加的趨勢(shì)不是很明顯.

綜合以上的分析可以說(shuō)明，50年來(lái)阿克陶縣日照時(shí)數(shù)減少主要是由大氣降水的增加引起的，尤其是20世紀(jì)90年代以來(lái)，降水量的顯著增多趨勢(shì)對(duì)日照時(shí)數(shù)的減少有顯著的影響.

圖4 阿克陶縣年降水量變化曲線圖Fig.4 Variation of annual precipitation in Akto County

5 結(jié) 論

（1）通過(guò)分析阿克陶縣1960—2009年50年的日照時(shí)數(shù)資料，發(fā)現(xiàn)阿克陶縣日照時(shí)數(shù)逐年減少的趨勢(shì)比較明顯，尤其是20世紀(jì)90年代以后日照時(shí)數(shù)的減少幅度比較大.日照時(shí)數(shù)最多年份為1963年，日照時(shí)數(shù)為3 162.3 h，最少年份為2009年，日照時(shí)數(shù)為2 323.6 h.

（2）阿克陶縣四個(gè)季節(jié)的日照時(shí)數(shù)均呈減少趨勢(shì)，但各季節(jié)的減少幅度存在明顯的差異，春、夏、秋、冬四季平均日照時(shí)數(shù)的變化傾向率分別為－1.788 h／a、－2.817 h／a、－2.659 h／a、－2.758 h／a.其中夏季平均日照時(shí)數(shù)減少最多，春季平均日照時(shí)數(shù)減少最少.

（3）年日照時(shí)數(shù)的多少主要取決于夏季日照時(shí)數(shù)的多少；年降水量的增減主要取決于夏季降水量的變化.阿克陶縣年降水量的增多是引起日照時(shí)數(shù)減少的主要原因之一.

（4）影響日照時(shí)數(shù)減少的因素很多，而且不同季節(jié)影響因素可能也不同，由于資料有限，本文只分析了降水量和云量等成因.

［1］ 李曉文，李維亮，周秀驥.中國(guó)近30年太陽(yáng)輻射狀況研究［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1998，9（l）：25－32.

［2］ 陳少勇，張康林，邢曉賓，董安祥.中國(guó)西北地區(qū)近47a日照時(shí)數(shù)的氣候變化特征［J］.自然資源學(xué)報(bào)，2010，25（7）：1142－1152.

［3］ 陳志華，石廣玉，車慧正.近40a來(lái)新疆地區(qū)太陽(yáng)輻射狀況研究［J］.干旱區(qū)地理，2005，28（6）：734－739.

［4］ 李燕，王莎麗，劉強(qiáng).濟(jì)寧市45年日照時(shí)數(shù)變化的統(tǒng)計(jì)特征［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007（7）：12－15.

［5］ 龔寧，邢開(kāi)成，王亞璞.近30年來(lái)滄洲地區(qū)日照時(shí)數(shù)與風(fēng)速變化特征［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2007（3）：263－267.

Variation Characteristics of Sunshine Hours of Akto County in Recent 50 Years

XIANMIXINUERKelimu1，ABUDUKEYOUMUWubuli2，GULIBAHAERWubuli1
（1.College of Geographic Science and Tourism，Xinjiang Normal University，Urumqi 830054，China；2.Pilale Qiaerbage Primary School，Akto 845550，China）

By means of the observed data of sunshine duration in Akto County in recent 50 years，according to the data of precipitation，total cloud amount and low cloud amount in Akto County，the inter－decadal，inter －annual and seasonal climate change characteristics on sunshine hours are analyzed，and the climatic causes for the decreasing sunshine duration are discussed.The results show that，the decadal，annual and seasonal sunshine durations in Akto County showed a decreasing trend in the past 50 years，while the decrease of seasonally climatic tendencies are unlike，the most decreasing range is in summer and the least is in spring.Correlation analysis concluded that precipitation is the main factor affecting the Akto County sunshine hours change.

sunshine hours；decreasing tendency；precipitation

P 468.027

A

1008－9225（2012）02－0031－04

2011－12－01

仙米西努爾·克里木（1986－），女（維吾爾族），新疆莎車人，新疆師范大學(xué)碩士研究生.

祝 穎】