博興縣近50年日照時數(shù)氣候變化特征分析

宋 敏，相 峰，韓貴香，徐玲玲

(山東省博興縣氣象局，山東博興256500)

隨著全球氣候的變化、工業(yè)化的快速發(fā)展，大氣中的空氣污染問題也越來越嚴重，研究表明空氣污染已經(jīng)影響到日照時數(shù)等氣象要素的變化［1］。近些年來，有很多研究者對日照時數(shù)氣候變化趨勢進行了大量的研究，如任國玉等［2］分析發(fā)現(xiàn)我國近50年日照時數(shù)呈明顯減少趨勢;陳少勇等［3］研究得出在西北地區(qū)大多數(shù)的日照時數(shù)顯著減少，且冬季日照最少，夏季最多。筆者在此利用山東省博興縣1961～2010年的日照時數(shù)資料，采用線性傾向估計法、累計距平法，分析了近50年博興縣日照時數(shù)的氣候變化特征及影響日照偏少的原因。

1 資料和方法

選取資料為博興縣氣象局提供的1961～2010年逐月、逐年日照時數(shù)，按冬季(12月～次年2月)、春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)劃分四季。利用線性傾向估計法分析了近50年博興縣日照時數(shù)的年際及季節(jié)變化規(guī)律，利用累計距平法分析了月日照時數(shù)的變化規(guī)律。

2 日照時數(shù)氣候變化特征分析

2．1 年代際變化 由圖1可見，近50年博興縣日照時數(shù)年代變化明顯，其變化規(guī)律呈現(xiàn)出峰谷的波動狀態(tài);有2個峰值，一個出現(xiàn)在20世紀60年代，為極峰，另一個次高峰出現(xiàn)在90年代，僅比60年代偏少85．09 h;但2001～2010年日照時數(shù)顯著減少，比60年代偏少374．93 h。

2．2 年際變化 經(jīng)分析，1961～2010年博興縣日照時數(shù)年變化呈現(xiàn)出不規(guī)則的波動狀態(tài)，但總體呈下降趨勢;日照時數(shù)最大值出現(xiàn)在1997年，為3 002．6 h，次大值出現(xiàn)在1965年，為2 891．6 h，日照時數(shù)最小值出現(xiàn)在2003年，為1 999．7 h，次小值出現(xiàn)在2007年，為2 115．2 h;近50年日照時數(shù)年變化傾向率為－6．944 h/a。從年日照時數(shù)的距平變化(圖2)可以看出，1962～1982年的日照時數(shù)為偏多期，其中僅有4年的日照時數(shù)低于平均值;1983～2010年中有近2/3的年份低于平均值，但從1999年以后年日照時數(shù)均低于平均值?？梢?，近50年博興縣日照時數(shù)的變化總體呈逐年減少趨勢，1999年為年際變化的突變點。

圖2 1961～2010年博興縣年日照時數(shù)距平變化

2．3 季節(jié)變化 從圖3可以看出，春季2005年以前有20%的年份日照時數(shù)偏少，在2006年以后日照時數(shù)均呈偏少趨勢;夏季2002年以前有14%的年份日照時數(shù)偏少，在2003年以后日照時數(shù)均低于平均值;秋季2004年以前有16%的年份日照時數(shù)偏少，在2005年以后日照時數(shù)均低于平均值;冬季在2004年以前有32%的年份日照時數(shù)偏少，在2005年以后日照時數(shù)均呈偏少趨勢。各季節(jié)日照時數(shù)氣候突變點是不同的，但相同的是在2002年以前各季節(jié)的日照時數(shù)是總體上屬偏多年，在2006年以后春季、夏季、秋季、冬季的日照時數(shù)均明顯偏少，其中2013年夏季偏少達474．5 h。近50年博興縣春、夏、秋、冬季日照時數(shù)的氣候變化傾向率分別為－5．988、－6．574、－5．223、－5．197 h/a，可見各季節(jié)日照時數(shù)均呈減少趨勢，其中減少最大為夏季，最小的為冬季。

2．4 月變化 從1961～2010年博興縣各年代各月日照時數(shù)距平變化(表1)可看出，在1961～1970年僅有4月的距平是負值，其他各月距平均為正值;1991～2000年除3、11月外，其他各月均為正距平;2001～2010年除2月的距平為正值外，其他各月距平均為負值，可知在2001年以后各月的日照數(shù)均呈減少趨勢。

博興縣1～12月份日照時數(shù)的氣候變化傾向率分別為－0．725、－ 0．608、－ 0．767、0．234、－ 0．548、－ 1．225、－0．608、－0．504、－0．693、－0．475、－0．367、－0．659 h/a;50年中各月日照時數(shù)除4月份外，其他均呈減少趨勢，其中減少最多的月份是6月，其次是3月。

表1 1961～2010年博興縣各年代各月日照時數(shù)距平變化

3 影響日照時數(shù)減少的原因

日照時數(shù)主要受太陽輻射、水汽等因素的影響，但隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，大氣中的氣溶膠顆粒物、氮氧化合物、碳氧化合物、碳氫化合物、光化學煙霧等空氣污染物明顯增多，這些污染物不僅影響水平視程、減小水平能見距離，且能吸收和散射太陽輻射，減少到達地面的太陽輻射［4－5］。

博興縣日照時數(shù)從2000年以后開始明顯減少，這與博興縣的工業(yè)發(fā)展是分不開的。博興縣從2002年開始建設(shè)工業(yè)園，使該縣的企業(yè)數(shù)量明顯增多，到2005年大型工業(yè)企業(yè)就有150家，截至2010年大型工業(yè)企業(yè)多達273家，企業(yè)的增加使大氣中的氣溶膠數(shù)量增多，空氣污染嚴重。同樣霾現(xiàn)象增多，霾在2005年以前出現(xiàn)日數(shù)最多的一年出現(xiàn)在1986年(12 d)，其他年份全年幾乎不出現(xiàn)霾這種現(xiàn)象，但到2005年以后由一年的12 d到2013年的90 d。日照時數(shù)的急劇減少同樣是從2005年以后開始的，說明霾現(xiàn)象的增加對日照的減少貢獻最大。

4 小結(jié)

(1)近50年博興縣年日照時數(shù)、各季日照時數(shù)總體上均呈減少趨勢。

(2)在年際變化中，1999年是突變點，1999年以后年日照時數(shù)均低于平均值;年變化傾向率為－6．944 h/a。

(3)在各季中，夏季日照時數(shù)減少最多，冬季減少最緩，各季節(jié)日照時數(shù)的突變點不同，但相同的一點是在2006年以后各季的日照時數(shù)均低于平均值。

(4)各月中僅有4月日照時數(shù)變化不是呈減少趨勢，除此之外均呈減少趨勢，其中減少最多為6月。

(5)博興縣日照時數(shù)的急劇減少是從2006年以后，而霾現(xiàn)象日數(shù)的增多也出現(xiàn)在2005年以后。霾日數(shù)的增多與博興縣工業(yè)化的發(fā)展是分不開的。工業(yè)化的發(fā)展使大氣中的氣溶膠數(shù)量增多，不但影響了水平能見度，同樣影響了垂直能見度，從而造成了日照時數(shù)的減少。

［1］張智，林莉，孫銀川，等．銀川市日照時數(shù)氣候變化特征分析［J］．干旱區(qū)研究，2006，23(2):344 －348．

［2］任國玉，郭軍，徐銘志，等．近50a中國地面氣候變化基本特征［J］．氣象，2005，63(6):942 －952．

［3］陳少勇，張康林，邢曉彬，等．中國西北地區(qū)近47a日照時數(shù)的氣候變化特征［J］．自然資源學報，2010，25(76):1142 －1152．

［4］王少彬，蘇維翰．氣溶膠污染對地面太陽紫外輻射的影響［J］．環(huán)境科學學報，1993，13(4):498－502．

［5］張武，張蕾，張婕，等．蘭州城區(qū)太陽紫外輻射及其與空氣污染的關(guān)系［J］．蘭州大學學報(自然科學版)，2004，40(5):100 －105．