近50年貴港日照時(shí)數(shù)變化特征及影響因子分析

李祖敏+陳健+林雪香

摘 要：利用貴港市1963～2012年的日照、云量、霧、輕霧、降水等觀測數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，分析貴港日照時(shí)數(shù)的年、季、月變化特征，并分析其與云量、霧和輕霧日數(shù)、年降水量和降水日數(shù)的相關(guān)性。結(jié)果表明：貴港近50年的年日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢，其趨勢變化率為-27.8 h/10 年；四季日照時(shí)數(shù)也均呈現(xiàn)下降特征，夏季的減少趨勢最明顯；月日照時(shí)數(shù)7月份最多，3月最少；云量、霧和輕霧日數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少，年降水量和降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

關(guān)鍵詞：日照時(shí)數(shù) 變化特征 影響因子

日照是重要的氣候因子，也是可供人類開發(fā)利用的可再生能源，更是農(nóng)作物生長發(fā)育不可缺少的條件 [1]。日照時(shí)數(shù)表示一個(gè)地方直接受太陽照射的實(shí)際時(shí)數(shù)，是太陽輻射最直接的表現(xiàn)，也是氣候變化的主要?dú)庀笠刂弧＝陙碛胁簧俚膶W(xué)者對日照時(shí)數(shù)的氣候變化進(jìn)行了研究。李玉娥、李忠琦等[2 ]利用保定市1955～2009年的日照、云量、霧、沙塵等資料，分析了保定市近55年日照時(shí)數(shù)的變化特征及影響因子。陳國弟、黃麗超 [3]利用線性分析法，對東興近53年來日照時(shí)數(shù)變化趨勢進(jìn)行分析。賈海燕、高明等 [4 ]研究了臨汾市48年來日照時(shí)數(shù)的年、季、月變化趨勢和年代變化特征，并對其影響因子進(jìn)行了相關(guān)性分析。王東、許嘉玲 [5 ]采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了宿州市近58年日照時(shí)數(shù)的氣候特征，表明宿州市的日照時(shí)數(shù)和日照百分率與總云量無明顯的線性關(guān)系。由于日照受諸多要素的影響，不同地區(qū)日照的變化特征具有明顯的差異。

文章利用貴港長達(dá)50年的日照時(shí)數(shù)資料，分析貴港日照時(shí)數(shù)的氣候特征、變化規(guī)律及其主要影響因子，可為當(dāng)?shù)貧夂蜃兓难芯?、發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)及太陽能的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料和方法

利用貴港國家氣象觀測站1963～2012年的氣象觀測資料，選取逐月、逐年日照時(shí)數(shù)、平均總云量、低云量、霧和輕霧日數(shù)、降水等資料作為研究對象。為了分析日照時(shí)數(shù)的變化趨勢，用線性傾向估計(jì)方法 [6]，yi表示逐年日照時(shí)數(shù)，xi表示與之對應(yīng)的逐年年份，建立yi與xi之間的一元線性回歸方程：

①式表示yi與時(shí)間xi之間的關(guān)系，其中回歸系數(shù)a表示日照時(shí)數(shù)的趨勢傾向，a>0說明yi隨時(shí)間xi的增加呈上升趨勢，a<0說明yi隨時(shí)間xi的增加呈下降趨勢，同時(shí)a值的大小反映上升或下降的速率。

通過這些統(tǒng)計(jì)和相應(yīng)的分析，總結(jié)出貴港日照時(shí)數(shù)的氣候特征、變化規(guī)律及討論日照時(shí)數(shù)與總云量、低云量、霧、輕霧、降水等氣象要素的關(guān)系。

2 日照時(shí)數(shù)變化特征

2.1 月變化

由圖1可以看出，貴港近50 年日照時(shí)數(shù)的月變化呈單峰型，其中7月份的平均日照時(shí)數(shù)最多，達(dá)到211.0 h；8月、9月與之相比，相差不大；3月份的平均日照時(shí)數(shù)最少，只有54.6 h；日照時(shí)數(shù)最多月與最少月變化幅度達(dá)156.4 h。1～4月貴港以低溫陰雨天氣居多，云量較多，造成該時(shí)段日照時(shí)數(shù)偏少；7～9月貴港主要受副熱帶高壓系統(tǒng)控制，云量較少，能見度高，是1年中日照時(shí)數(shù)最多的月份。

2.2 季節(jié)變化

按春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月至次年2月）4個(gè)季節(jié)對貴港近50年來的日照時(shí)數(shù)進(jìn)行分析。貴港春季的平均日照時(shí)數(shù)為281.1 h，夏季為577.2 h，秋季為551.5 h，冬季為267.8 h。夏季是貴港日照最豐富的季節(jié)，其次是秋季，春季、冬季日照時(shí)數(shù)較少。由圖2至圖5可知，1963～2012年貴港各季日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢，與日照時(shí)數(shù)年變化趨勢相似，但各季的減少趨勢存在明顯差異。日照時(shí)數(shù)最多的夏季，日照的減少率也最大，對年日照時(shí)數(shù)的減少影響最大；日照時(shí)數(shù)較少的春季，日照的減少率最小。

2.3 年變化

貴港近50年來日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢（見圖6），其趨勢變化率為-27.8 h/10年，50年約減少了139 h，并呈現(xiàn)出階段性。貴港1963～2012年年平均日照時(shí)數(shù)為1681.9 h，日照時(shí)數(shù)年際變化振幅較大，最高值出現(xiàn)在1963年，為2027.7 h，最低值出現(xiàn)在1982年，為1130.5 h，年日照時(shí)數(shù)極差達(dá)897.2 h。

2.4 年代際變化

由圖7可見，50年來貴港年日照時(shí)數(shù)總趨勢呈減少趨勢。20世紀(jì)70年代是上升趨勢，20世紀(jì)80年代至90年代是銳減，特別是20世紀(jì)90年代，日照時(shí)數(shù)達(dá)到最少，21世紀(jì)的第1個(gè)10年又開始上升。

3 影響日照時(shí)數(shù)變化的因子分析

日照時(shí)數(shù)的變化與許多因子有關(guān)，云量是決定日照時(shí)數(shù)變化的重要因子之一，霧日、降水日數(shù)等的變化也對日照時(shí)數(shù)變化有一定的影響，大氣透明度對日照時(shí)數(shù)也具有很大影響 [7]。大氣透明度是表征大氣對太陽輻射透明度的一個(gè)參數(shù)，是受大氣中的水汽含量以及大氣氣溶膠含量等因子影響。分析選取了貴港站同期總云量、低云量、大霧和輕霧日數(shù)、降水等因子，分析其與日照時(shí)數(shù)的關(guān)系。

3.1 云量

1963～2012年貴港平均總云量為7.3成，平均低云量為5.7成。平均總云量最大值出現(xiàn)在1970年和2012年，為8.1成，最小值出現(xiàn)在2004年，為6.4成，且整體呈緩慢的減少趨勢；平均低云量最大值出現(xiàn)在2012年，為7成，最小值出現(xiàn)在1971、1986、2003和2004年，均為4.8成，總體呈緩慢的增加趨勢。平均總云量、低云量最大值和最小值出現(xiàn)的年份，均與日照時(shí)數(shù)的峰值無明顯的對應(yīng)關(guān)系，但從圖8可見，年平均低云量與日照時(shí)數(shù)的峰值對應(yīng)關(guān)系比年平均總云量與日照時(shí)數(shù)的要明顯。用EXCEL通過相關(guān)性函數(shù)CORREL計(jì)算得出日照與總云量、低云量相關(guān)系數(shù)分別為-0.48812和-0.55319，可以看出：貴港日照時(shí)數(shù)與總云量、低云量有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即總云量、低云量越多，日照時(shí)數(shù)越少，而低云量比總云量相關(guān)性好，這是因?yàn)榈驮坪穸认啾戎小⒏咴聘?，對陽光的阻擋更明顯?？梢姡屏渴怯绊懭照諘r(shí)數(shù)的一個(gè)重要因子，而低云量與日照時(shí)數(shù)關(guān)系密切，對日照時(shí)數(shù)的影響更為明顯。endprint

3.2 霧和輕霧日數(shù)

由圖9、圖10可知，1963～2012年貴港的年平均霧日數(shù)為2.3 d，年平均輕霧日數(shù)為138.8 d，近50年來的霧和輕霧日數(shù)總體呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，特別是輕霧的上升趨勢更為明顯。由圖11、圖12可看出，1963～2012年各月貴港霧、輕霧日數(shù)與日照時(shí)數(shù)的峰值有對應(yīng)關(guān)系，表明霧和輕霧出現(xiàn)時(shí)，空氣含水量增多，導(dǎo)致了大氣透明度降低，太陽光的穿透力降低，春冬季節(jié)霧、輕霧日數(shù)增多也是影響日照時(shí)數(shù)減少的主要因素?？梢婌F和輕霧日數(shù)的變化是影響日照時(shí)數(shù)變化的另一個(gè)重要因子。霧和輕霧日數(shù)的增加可以導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少。

3.3 降水量及降水日數(shù)

對貴港1963～2012年年降水量和降水日數(shù)進(jìn)行分析，從圖13、圖14可知，貴港年降水量和年降水日數(shù)變化趨勢不明顯，年降水量的趨勢系數(shù)是5.0 mm/10 年，年降水日數(shù)的趨勢系數(shù)是1.7 d/10 年，表明近50年來貴港降水沒有明顯的異常變化，屬于自然振動(dòng)。但是，貴港年日照時(shí)數(shù)與年降水量和年降水日數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4086、-0.5053，年降水量大的年份日照時(shí)數(shù)相對就小，年降水量小的年份日照時(shí)數(shù)相對就大，呈負(fù)相關(guān)。貴港冬、春兩季的天氣主要以低溫連陰雨天氣為主，降水日數(shù)偏多，云量偏多，冬、春季的日照時(shí)數(shù)偏少，只占全年日照時(shí)數(shù)的32.7 %；貴港夏季降水日數(shù)偏多，降水量位于全年最多，但多數(shù)屬于對流性降水，降水時(shí)間較短，對日照沒有很明顯的影響，相反夏季的日照時(shí)數(shù)位于全年之最。說明年降水量和年降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

4 結(jié)論

①貴港近50年的日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢，其趨勢變化率為-27.8 h/10年。四季日照時(shí)數(shù)也均呈現(xiàn)減少趨勢，夏季日照時(shí)數(shù)減少率最大，春季日照時(shí)數(shù)的減少率最小。貴港的日照時(shí)數(shù)7月最多，3月最少，與可照時(shí)數(shù)的分布有一定的差異。

②影響貴港日照時(shí)數(shù)變化的因子主要有云量、霧和輕霧日數(shù)及降水等，總云量的增加，特別是低云量的增加，會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少，反之亦然；霧和輕霧日數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少；年降水量和降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 許育良. 1969-2009年成縣日照時(shí)數(shù)的變化及其影響因素分析[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（10）： 18-20.

[2] 李玉娥，李忠琦，王紅雁. 保定市近55年日照時(shí)數(shù)的變化特征及影響因子分析[J]. 黑龍江氣象，2010，27（3）： 14-17.

[3] 陳國弟，黃麗超. 東興近53年日照時(shí)數(shù)變化趨勢分析[J]. 氣象研究與應(yīng)用，2009，30（增刊Ⅱ）： 70-71.

[4] 賈海燕，高明，王惠榮，等. 臨汾市48年日照時(shí)數(shù)變化趨勢及影響因子分析[J]. 山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，25（2）： 124-128.

[5] 王東，許嘉玲. 宿州市近58年日照時(shí)數(shù)的氣候特征分析[J]. 氣象研究與應(yīng)用，2011，32（增刊Ⅱ）： 99.

[6] 魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷預(yù)測技術(shù)[M]. 北京：氣象出版社，1999.

[7] 馬洪亮，馬燕，葛洪燕，等. 阜康市日照時(shí)數(shù)變化及影響因子分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（20）：14.endprint

3.2 霧和輕霧日數(shù)

由圖9、圖10可知，1963～2012年貴港的年平均霧日數(shù)為2.3 d，年平均輕霧日數(shù)為138.8 d，近50年來的霧和輕霧日數(shù)總體呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，特別是輕霧的上升趨勢更為明顯。由圖11、圖12可看出，1963～2012年各月貴港霧、輕霧日數(shù)與日照時(shí)數(shù)的峰值有對應(yīng)關(guān)系，表明霧和輕霧出現(xiàn)時(shí)，空氣含水量增多，導(dǎo)致了大氣透明度降低，太陽光的穿透力降低，春冬季節(jié)霧、輕霧日數(shù)增多也是影響日照時(shí)數(shù)減少的主要因素?？梢婌F和輕霧日數(shù)的變化是影響日照時(shí)數(shù)變化的另一個(gè)重要因子。霧和輕霧日數(shù)的增加可以導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少。

3.3 降水量及降水日數(shù)

對貴港1963～2012年年降水量和降水日數(shù)進(jìn)行分析，從圖13、圖14可知，貴港年降水量和年降水日數(shù)變化趨勢不明顯，年降水量的趨勢系數(shù)是5.0 mm/10 年，年降水日數(shù)的趨勢系數(shù)是1.7 d/10 年，表明近50年來貴港降水沒有明顯的異常變化，屬于自然振動(dòng)。但是，貴港年日照時(shí)數(shù)與年降水量和年降水日數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4086、-0.5053，年降水量大的年份日照時(shí)數(shù)相對就小，年降水量小的年份日照時(shí)數(shù)相對就大，呈負(fù)相關(guān)。貴港冬、春兩季的天氣主要以低溫連陰雨天氣為主，降水日數(shù)偏多，云量偏多，冬、春季的日照時(shí)數(shù)偏少，只占全年日照時(shí)數(shù)的32.7 %；貴港夏季降水日數(shù)偏多，降水量位于全年最多，但多數(shù)屬于對流性降水，降水時(shí)間較短，對日照沒有很明顯的影響，相反夏季的日照時(shí)數(shù)位于全年之最。說明年降水量和年降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

4 結(jié)論

①貴港近50年的日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢，其趨勢變化率為-27.8 h/10年。四季日照時(shí)數(shù)也均呈現(xiàn)減少趨勢，夏季日照時(shí)數(shù)減少率最大，春季日照時(shí)數(shù)的減少率最小。貴港的日照時(shí)數(shù)7月最多，3月最少，與可照時(shí)數(shù)的分布有一定的差異。

②影響貴港日照時(shí)數(shù)變化的因子主要有云量、霧和輕霧日數(shù)及降水等，總云量的增加，特別是低云量的增加，會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少，反之亦然；霧和輕霧日數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少；年降水量和降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 許育良. 1969-2009年成縣日照時(shí)數(shù)的變化及其影響因素分析[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（10）： 18-20.

[2] 李玉娥，李忠琦，王紅雁. 保定市近55年日照時(shí)數(shù)的變化特征及影響因子分析[J]. 黑龍江氣象，2010，27（3）： 14-17.

[3] 陳國弟，黃麗超. 東興近53年日照時(shí)數(shù)變化趨勢分析[J]. 氣象研究與應(yīng)用，2009，30（增刊Ⅱ）： 70-71.

[4] 賈海燕，高明，王惠榮，等. 臨汾市48年日照時(shí)數(shù)變化趨勢及影響因子分析[J]. 山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，25（2）： 124-128.

[5] 王東，許嘉玲. 宿州市近58年日照時(shí)數(shù)的氣候特征分析[J]. 氣象研究與應(yīng)用，2011，32（增刊Ⅱ）： 99.

[6] 魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷預(yù)測技術(shù)[M]. 北京：氣象出版社，1999.

[7] 馬洪亮，馬燕，葛洪燕，等. 阜康市日照時(shí)數(shù)變化及影響因子分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（20）：14.endprint

3.2 霧和輕霧日數(shù)

由圖9、圖10可知，1963～2012年貴港的年平均霧日數(shù)為2.3 d，年平均輕霧日數(shù)為138.8 d，近50年來的霧和輕霧日數(shù)總體呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，特別是輕霧的上升趨勢更為明顯。由圖11、圖12可看出，1963～2012年各月貴港霧、輕霧日數(shù)與日照時(shí)數(shù)的峰值有對應(yīng)關(guān)系，表明霧和輕霧出現(xiàn)時(shí)，空氣含水量增多，導(dǎo)致了大氣透明度降低，太陽光的穿透力降低，春冬季節(jié)霧、輕霧日數(shù)增多也是影響日照時(shí)數(shù)減少的主要因素?？梢婌F和輕霧日數(shù)的變化是影響日照時(shí)數(shù)變化的另一個(gè)重要因子。霧和輕霧日數(shù)的增加可以導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少。

3.3 降水量及降水日數(shù)

對貴港1963～2012年年降水量和降水日數(shù)進(jìn)行分析，從圖13、圖14可知，貴港年降水量和年降水日數(shù)變化趨勢不明顯，年降水量的趨勢系數(shù)是5.0 mm/10 年，年降水日數(shù)的趨勢系數(shù)是1.7 d/10 年，表明近50年來貴港降水沒有明顯的異常變化，屬于自然振動(dòng)。但是，貴港年日照時(shí)數(shù)與年降水量和年降水日數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別為-0.4086、-0.5053，年降水量大的年份日照時(shí)數(shù)相對就小，年降水量小的年份日照時(shí)數(shù)相對就大，呈負(fù)相關(guān)。貴港冬、春兩季的天氣主要以低溫連陰雨天氣為主，降水日數(shù)偏多，云量偏多，冬、春季的日照時(shí)數(shù)偏少，只占全年日照時(shí)數(shù)的32.7 %；貴港夏季降水日數(shù)偏多，降水量位于全年最多，但多數(shù)屬于對流性降水，降水時(shí)間較短，對日照沒有很明顯的影響，相反夏季的日照時(shí)數(shù)位于全年之最。說明年降水量和年降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

4 結(jié)論

①貴港近50年的日照時(shí)數(shù)總體呈減少趨勢，其趨勢變化率為-27.8 h/10年。四季日照時(shí)數(shù)也均呈現(xiàn)減少趨勢，夏季日照時(shí)數(shù)減少率最大，春季日照時(shí)數(shù)的減少率最小。貴港的日照時(shí)數(shù)7月最多，3月最少，與可照時(shí)數(shù)的分布有一定的差異。

②影響貴港日照時(shí)數(shù)變化的因子主要有云量、霧和輕霧日數(shù)及降水等，總云量的增加，特別是低云量的增加，會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少，反之亦然；霧和輕霧日數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少；年降水量和降水日數(shù)是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。

參考文獻(xiàn)

[1] 許育良. 1969-2009年成縣日照時(shí)數(shù)的變化及其影響因素分析[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2011（10）： 18-20.

[2] 李玉娥，李忠琦，王紅雁. 保定市近55年日照時(shí)數(shù)的變化特征及影響因子分析[J]. 黑龍江氣象，2010，27（3）： 14-17.

[3] 陳國弟，黃麗超. 東興近53年日照時(shí)數(shù)變化趨勢分析[J]. 氣象研究與應(yīng)用，2009，30（增刊Ⅱ）： 70-71.

[4] 賈海燕，高明，王惠榮，等. 臨汾市48年日照時(shí)數(shù)變化趨勢及影響因子分析[J]. 山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，25（2）： 124-128.

[5] 王東，許嘉玲. 宿州市近58年日照時(shí)數(shù)的氣候特征分析[J]. 氣象研究與應(yīng)用，2011，32（增刊Ⅱ）： 99.

[6] 魏鳳英. 現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷預(yù)測技術(shù)[M]. 北京：氣象出版社，1999.

[7] 馬洪亮，馬燕，葛洪燕，等. 阜康市日照時(shí)數(shù)變化及影響因子分析[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（20）：14.endprint