1961—2015年共和縣陰晴天日數(shù)變化特征

摘要利用青海省共和縣氣象局觀測的1961—2015年總云量資料，采用線性傾向估計法、M-K檢驗法和滑動t檢驗法，分析了近55年來該地陰、晴天氣日數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，共和縣年平均晴天日數(shù)呈不顯著的減少趨勢，四季平均晴天日數(shù)增減均不顯著，春季晴天日數(shù)呈增多趨勢，夏季、秋季和冬季的晴天日數(shù)均呈減少趨勢；夏季晴天日數(shù)在1969年發(fā)生了增多突變，年、春季、秋季、冬季晴天日數(shù)未發(fā)生突變。年陰天日數(shù)以3.08 d/10 a的速度顯著增多，秋季陰天日數(shù)呈不顯著的減少趨勢，春季、夏季和冬季的陰天日數(shù)均呈顯著的增多趨勢，其中陰天日數(shù)增多程度從大到小依次為春季、夏季、冬季；春季陰天日數(shù)在1985年發(fā)生增多突變，夏季和冬季陰天日數(shù)在2005年發(fā)生由少到多突變，秋季陰天日數(shù)未發(fā)生突變，年陰天日數(shù)在2009年發(fā)生增多突變。

關(guān)鍵詞陰晴天日數(shù)；變化特征；共和縣

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）09-0194-04

Variation Characteristics of Cloudy and Clear Days in Gonghe County during 1961-2015

LOU Zhongshan

（Gonghe County Meteorological Bureau，Gonghe，Qinghai 813099）

AbstractBased on the observation data of cloud of Gonghe weather station during 1961-2015，the change laws of cloudy and clear days in recent 55 year were analyzed by linear tendency estimation method， M-K test method and sliding t test method. The results showed that the annual average clear days were not significant decreasing trend，the average of the four seasons clear days were not significant increase or decrease，the spring clear days were increasing tend，the summer，autumn and winter clear days all showed a trend of decreasing. The clear days in summer occurred in 1969， from less to more， clear days of year，spring，autumn，winter not mutated.In cloudy days significantly increased at a speed of 3.08 d/10 a，there was a unsignificantly reduce trend of autumn cloudy days，the cloudy days of spring，summer and winter are significantly increasing trend，and the cloudy days increasing degree for spring >summer>winter.The cloudy days of spring had a mutation in 1985，the cloudy days of summer and winter had a mutation from less to more in 2005.The cloudy days in autumn had no mutation， the annual average cloudy days had mutation from less to more in 2009.

Key wordsCloudy and clear days；Variation characteristics；Gonghe County

作者簡介婁仲山（1967—），男，青海共和人，工程師，從事綜合氣象業(yè)務(wù)工作。

收稿日期2017-01-18

云量是表征大氣陰晴的主要指標，近年來，在全球氣候變暖的背景下，許多學者對云量的變化進行了深入的研究[1-6]。還有學者對云量的分布以及由于云量所引起溫度、降水、濕度等的變化進行了分析，提示了云量的地域特征[7-10]。在青海省三江源同德地區(qū)，自1961年以來該地區(qū)平均低云量呈顯著的增加趨勢，四季平均低云量均呈增加趨勢[11]。自1961年以來，青海湖南部共和地區(qū)平均總云量呈微弱的增加趨勢，而平均低云量呈顯著的增加趨勢[12]。隨著氣候變暖，水汽蒸發(fā)量增大，云量增多、云層增厚，從而造成晴天變少、陰天增加[13]。云的消長及天氣陰晴變化不但反映當?shù)氐匦?、地貌特征及冷、暖、干、濕氣流的運動規(guī)律，還反映氣候變化的某些特征，了解云量及天氣陰晴的變化，將有助于對氣候變化更深的認識[14]。有學者研究認為，云量及天氣的陰晴變化還會影響到光照、溫度、濕度、降水等生態(tài)氣候因子的變化，會直接影響植物的分布及當?shù)孛?、?yōu)、特農(nóng)林產(chǎn)品的形成和質(zhì)量[15-16]。隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對自身健康的重視程度不斷提高，人們越來越關(guān)注天氣陰、晴對心情、情緒乃至健康的干擾和影響[17-20]。筆者利用青海省共和縣氣象局觀測的1961—2015年總云量資料，采用線性傾向估計法、M-K檢驗法和滑動t檢驗法，分析了近55年來該地陰、晴天氣日數(shù)的變化規(guī)律。

1資料與方法

1.1研究區(qū)概況

青海省共和縣地處青藏高原東北角，北靠青海湖，南臨黃河，東以日月山與東部農(nóng)業(yè)區(qū)為界，西與柴達木毗連，東西長221.5 km，南北寬155.4 km，總面積1.73萬km2，其中陸地面積1.46萬km2，占總面積的84.86%。地形由西北向東南傾斜，平均海拔3 200 m，總?cè)丝?3.6萬余人，全縣有可利用草場125.08萬hm2，擁有耕地資源3.13萬hm2，農(nóng)作物總播種面積達2.96萬hm2。共和縣具有顯著的高原大陸性氣候特征，光照充足，日照強烈，冬寒夏涼，氣溫日較差大，降水集中，干旱少雨，風大沙（暴）多。年平均氣溫為4.6 ℃，最冷月平均氣溫為-9.0 ℃，最熱月平均氣溫為16.0 ℃，歷年極端最高氣溫為33.7 ℃，歷年極端最低氣溫為-25.6 ℃。降水集中但時空分布不均，年平均降水量為324.7 mm，其中4—10月降水量為313.0 mm，占全年降水量的96.4%。年平均大風日數(shù)36.4 d，年平均日照時數(shù)2 914.0 h，占年可照時數(shù)的66%。年平均風速1.8 m/s，年最多風向為C/N風。年平均蒸發(fā)量為1 692.1 mm，年雷暴日數(shù)為36.7 d。主要氣象災(zāi)害有大風、沙塵暴、干旱、霜凍、冰雹、山洪、雪災(zāi)。

1.2資料來源

根據(jù)《地面氣象觀測規(guī)范》[21]，云量觀測以氣象站所能觀測到天空視野為10成，云所遮蔽天空視野的成數(shù)為云量。根據(jù)共和縣國家基本氣象站1961—2015年逐日云量觀測資料，建立了1961—2015年共和縣平均云量資料序列。以總云量≥8成為陰天，<2成為晴天，2～8成為曇天。根據(jù)該地區(qū)氣候特征，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月—次年2月為冬季。將季節(jié)內(nèi)相加再取平均作為季節(jié)平均。多年平均值采用1981—2010年平均值。

1.3研究方法

利用線性傾向估計法[22]來檢測共和縣1961—2015年陰天、晴天的變化趨勢。線性傾向估計法屬于時間序列分析范疇，該方法是對資料的時間序列y（x），x=1，2，3，…，n，以線性函數(shù)y（x）=a+bx來擬合，其中a為常數(shù)，b為回歸系數(shù)，回歸系數(shù)b和常數(shù)a用最小二乘法進行估計。其中b×10為氣候傾向率。回歸系數(shù)的正負表示該資料序列隨時間變化的方向，正值表示陰晴天日數(shù)隨時間變化有增多的趨勢，負值則表示有減少的趨勢。采用氣候要素與年份的相關(guān)系數(shù)來確定變化是否顯著。選取年平均值進行擬和，總共有55年數(shù)據(jù)，當相關(guān)系數(shù)絕對值>0.443則通過9999%信度檢驗，>0.354則通過99%信度檢驗，>0.273則通過95%信度檢驗。

利用非參數(shù)M-K（Mann-Kendall）檢驗法和滑動t檢驗法[23-24]對陰天、晴天進行突變性檢測。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計

利用Excel 2003和DPS 7.05進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1陰、晴天日數(shù)的年際變化

由圖1a可知，自1961年以來共和縣晴天日數(shù)隨年份以0.42 d/10 a的速度減少，相關(guān)系數(shù)為0.062，未通過信度檢驗。近55年共和縣年平均晴天日數(shù)為72.9 d，年晴天日數(shù)在54～106 d，最多年份出現(xiàn)在1990年，為106 d，最少年份在2008年，為54 d，晴天日數(shù)最多年與最少年相差52 d，最多年是最少年的2.0倍，表明共和縣晴天日數(shù)年際變化較大。年晴天日數(shù)超過90 d的僅有2年，分別為1979和1990年；80～90 d的有7年，分別為1978、1992—1995、2002、2004年；73～80 d的有14年，占全年的25.5%；73 d以下的32年，占全年的58.2%。

由圖1b可知，自1961年以來共和縣陰天日數(shù)隨年份以3.08 d/10 a的速度增多，相關(guān)系數(shù)為0.330，通過0.05信度檢驗。近55年共和縣年平均陰天日數(shù)為93.9 d，年陰天日數(shù)在63～136 d，最多年份出現(xiàn)在2014年，為136 d，最少年份在1990年，為63 d，陰天日數(shù)最多年與最少年相差73 d，最多年是最少年的2.2倍，表明共和縣陰天日數(shù)的年際變化也較大。年陰天日數(shù)超過130 d的僅有2年，分別為2012和2014年；100～130 d的有19年，占全年的34.5%；94～100 d的有8年，占全年的14.5%；94 d以下的26年，占全年的47.3%。

從年代際變化（表1）來看，20世紀60年代、80年代、2001—2010、2011—2015年為晴天日數(shù)偏少期，較平均年晴天日數(shù)偏少1.3～9.6 d，其中以2011—2015年減少最多。20世紀70、90年代晴天日數(shù)最多，較平均年晴天日數(shù)偏多0.4～3.9 d，其中以20世紀90年代最多；陰天日數(shù)20世紀60和90年代偏少于多年陰天日數(shù)，較平均陰天日數(shù)分別偏少2.7和8.8 d，其中以90年代為最少；20世紀70年代、80年代、2001—2010和2011—2015年陰天日數(shù)偏多，偏多3.5～12.9 d，其中21世紀以來偏多幅度較大，2011—2015年達到最多值。

安徽農(nóng)業(yè)科學2017年

2.2陰、晴天日數(shù)的季節(jié)變化

由表2可知，近55年來共和縣晴天日數(shù)僅在春季呈增多趨勢，氣候傾向率為0.15 d/10 a，相關(guān)系數(shù)為0.065，未通過顯著性水平檢驗；夏季、秋季和冬季的晴天日數(shù)均呈減少趨勢，氣候傾向率分別為-0.06、-0.33和-0.10 d/10 a，相關(guān)系數(shù)分別為0.022、0.098和0.025，均未通過顯著性水平檢驗，其中晴天日數(shù)減少程度從大到小依次為秋季、冬季、夏季。陰天日數(shù)則是秋季呈減少趨勢，氣候傾向率為-0.18 d/10 a，相關(guān)系數(shù)為0055，未通過顯著性水平檢驗；春季、夏季和冬季的陰天日數(shù)均呈增多趨勢，氣候傾向率分別為1.27、1.09和0.90 d/10 a，相關(guān)系數(shù)分別為0.324、0.275和0.284，均通過信度0.05的顯著性水平檢驗，說明陰天日數(shù)在春季、夏季和冬季的增多趨勢是顯著的，其中陰天日數(shù)增多程度從大到小依次為春季、夏季、冬季。

由表3可知，春季晴天日數(shù)20世紀70和90年代最少，其中70年代僅為5.5 d，較多年值偏少2.5 d；20世紀60年代、80年代、2000—2010和2011—2015年偏多，較多年值偏多0.3～0.7 d，2001—2010年是最多的年代。夏季晴天日數(shù)最多值出現(xiàn)在20世紀90年代，較多年值偏多1.9 d；其他年代均小于多年值，偏少0.4～1.9 d，其中以2011—2015年為最少。秋季晴天日數(shù)在20世紀70和90年代較多年值偏多，70年代偏多2.6 d；20世紀60年代、80年代、2001—2011和2011—2015年偏少0.5～4.4 d，進入21世紀以來持續(xù)減少，于2011—2015年達到最小值。冬季晴天日數(shù)的變化與夏季基本一致，20世紀90年代較多年值偏多2.1 d；其他年代偏少0.5～4.1 d，其中以2011—2015年為最少。

春季陰天日數(shù)平均為31.4 d，20世紀60、70、90年代陰天日數(shù)均小于多年值，2011—2015年陰天日數(shù)較多年值偏多6.4 d。夏季陰天日數(shù)平均為33.5 d，20世紀60、80、90年代陰天日數(shù)少于多年值；20世紀70年代、2001—2010、2011—2015年陰天日數(shù)偏多于多年值。秋季陰天日數(shù)除20世紀90年代偏少外，其他年代均多于多年值，其中2011—2015年最多，較多年值偏多3.8 d。冬季陰天日數(shù)20世紀60、70、90年代較多年值偏少，90年代偏少2.5 d，80年代以及21世紀以來陰天日數(shù)均偏多，其中2011—2015年較平均值偏多6.0 d。

2.3陰、晴天日數(shù)的月變化

由圖2可知，近55年來共和縣晴天和陰天日數(shù)隨月份變化較大。晴天日數(shù)最多的月份為11、 12、1和10月，各月平均日數(shù)>8 d；次多月份是2、7、8和9月，各月平均日數(shù)>5 d；3—6月晴天日數(shù)最少，各月平均日數(shù)<4 d。而陰天日數(shù)正好相反，3—9月為最多，各月平均日數(shù)>9 d；其他月份較少，各月平均日數(shù)<6 d，其中1、11和12月各月平均日數(shù)<4 d。

2.4陰、晴天日數(shù)的突變分析

經(jīng)分析（表4），春季晴天日數(shù)在1978—2015年波動中增多，但未發(fā)生突變。夏季晴天日數(shù)在1969年發(fā)生了由少到多的突變，1969—2004年夏季晴天日數(shù)在波動中持續(xù)增多，2005—2015年晴天日數(shù)持續(xù)減少；秋季、冬季和全年晴天日數(shù)未發(fā)生突變。春季陰天日數(shù)在1966—2000年波動中持續(xù)增多，1985年發(fā)生增多突變；夏季陰天日數(shù)在1961—1967年劇烈增多，1968—1974、1977—1997年持續(xù)減少，1998年開始持續(xù)增多，并于2005年發(fā)生由少到多突變；秋季陰天日數(shù)未發(fā)生突變，但1961—1966年急劇增多，1967—2000年持續(xù)減少，2001年開始呈增多趨勢；冬季陰天日數(shù)在1962—1969年增多趨勢明顯，1967—1990年波動中增減，1991—1995年持續(xù)減少，1996年開始增加明顯，并于2005年發(fā)生由少到多突變。全年陰天日數(shù)在1961—1967年急劇增多，1968—1972、1977—1980年明顯減少，1981—1995年波動中持續(xù)減少，1996年開始持續(xù)增多，2005年開始明顯增多，并于2009年發(fā)生增多突變。

3結(jié)論

（1）近55年來共和縣年平均晴天日數(shù)以0.42 d/10 a的氣候傾向率減少；四季平均晴天日數(shù)增減均不顯著，春季晴天日數(shù)呈增多趨勢，夏季、秋季和冬季的晴天日數(shù)均呈減少趨勢。一年中10月—次年1月是晴天日數(shù)最多的月份。夏季晴天日數(shù)在1969年發(fā)生了增多突變，全年、春季、秋季、冬季晴天日數(shù)未發(fā)生突變。

（2）近55年來共和縣年陰天日數(shù)以3.08 d/10 a的速度顯著增多，秋季陰天日數(shù)呈不顯著的減少趨勢，春季、夏季和冬季的陰天日數(shù)均呈顯著的增多趨勢，其中陰天日數(shù)增多程度從大到小依次為春季、夏季、冬季。春季陰天日數(shù)在1985年發(fā)生增多突變，夏季和冬天陰天日數(shù)在2005年發(fā)生由少到多突變，秋季陰天日數(shù)未發(fā)生突變，年陰天日數(shù)在2009年發(fā)生增多突變。

（3）近55年來共和縣降水量和日照時數(shù)呈不顯著的減少趨勢[25]，陰天日數(shù)則呈增多趨勢。降水量的減少會增加干旱的危害程度，使得種植作物的水分供應(yīng)將面臨更大的挑戰(zhàn)[14]。晴天日數(shù)的減少，陰天日數(shù)的增多必將會導(dǎo)致日照時數(shù)的減少，這將會極大影響種植業(yè)生產(chǎn)。在某一特殊時段缺乏足夠的光照，使得當?shù)啬承┕饷舾凶魑锸ピ械馁Y源優(yōu)勢，對當?shù)胤N植業(yè)的持續(xù)有效發(fā)展造成較大影響[26-27]。另一方面，隨著共和縣云量增多，在一定程度上使得致雨過程增加，這將對共和縣農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)有利，因為降水的增加會減少干旱對農(nóng)牧業(yè)的危害程度。

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