1957—2015年扎蘭屯市日照變化特征分析

陳震　王冠　王丹

摘要 利用1957—2015年扎蘭屯市日照時(shí)數(shù)資料及線性趨勢(shì)分析法，對(duì)其日照變化特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，日照時(shí)數(shù)波動(dòng)明顯，以16.5 h/10年的速率逐年下降。日照時(shí)數(shù)春季最多，冬季最少。下降速率冬季最快，春、秋季最慢。月變化表現(xiàn)為5月最多，3月和8月次之，12月最小，造成這種特征的原因可能是天空狀況。M-K突變檢驗(yàn)表明，日照時(shí)數(shù)存在3次突變，結(jié)合滑動(dòng)T檢驗(yàn)進(jìn)一步確定1978年是真實(shí)突變點(diǎn)，即日照時(shí)數(shù)在1978年發(fā)生突變。

關(guān)鍵詞 日照時(shí)數(shù)；變化特征；內(nèi)蒙古扎蘭屯；1957—2015年

中圖分類號(hào) P422.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）15-0194-02

Abstract Using sunshine duration datas from 1957 to 2015 and linear tendency linear method，change characteristics of sunshine duration were analyzed. The results showed that sunshine duration fluctuated greatly，decline year by year with the speed of 16.5 h per 10 years. Sunshine were the most in spring，and the least in winter. The decline rate was the highest in winter，and the lowest in spring and autumn. The monthly change of sunshine duration was the most in May，followed by March and August，and the least in December. The cloud condition might be the reason for the characteristics of sunshine duration. M-K test showed that there were 3 times of sudden change，combined with the MTT，the sunshine duration changed suddenly in 1978.

Key words sunshine duration；change characteristics；Zhalantun Inner Mongolia；1957-2015

日照是農(nóng)業(yè)氣候的重要組成部分，也是氣候資源中的重點(diǎn)利用對(duì)象。楊 波等[1]分析了旅順口區(qū)日照變化，指出近30年日照略有下降，夏季變化與年變化一致。李 濤等[2]對(duì)萊州市日照進(jìn)行了分析，指出冬春季日照略有增加，夏季減少較明顯，年總?cè)照找?4.93 h/10年的速率下降。高學(xué)芹[3]分析了壽光市日照變化，分析表明20世紀(jì)80年代后期日照明顯減弱，減弱前后相差227.7 h。張春紅等[4]分析了新安縣日照變化特征，研究指出總云量、低云量和霧霾日數(shù)的增加導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)減小。

1 日照變化特征分析

1.1 年變化

由圖1可以看出，1957—2015年日照時(shí)數(shù)年際波動(dòng)變化明顯，平均值約2 768 h。總體趨于下降趨勢(shì)，下降速率為16.5 h/10年。20世紀(jì)50年代末至70年代末，波動(dòng)振幅不大，較為平穩(wěn)且略有上升；70年代末日照時(shí)數(shù)開(kāi)始快速下降，1984年下降到最低，數(shù)值為2 378 h，后文會(huì)對(duì)此突變進(jìn)行檢驗(yàn)；80年代中期以后逐漸回升；90年代中期日照時(shí)數(shù)又一次快速下降，1993年是低谷年，也是近60年的次低年，數(shù)值為2 398 h。進(jìn)入21世紀(jì)后波動(dòng)逐漸穩(wěn)定，日照時(shí)數(shù)在波動(dòng)中下降。20世紀(jì)80—90年代是震蕩最強(qiáng)的20年。

1.2 季變化

由圖2可以看出，日照時(shí)數(shù)在各季均呈下降趨勢(shì)。日照時(shí)數(shù)春季最多，平均值約為806.7 h；夏季次之，平均值約為737.9 h；秋季均值為655.7 h；冬季最少，為565.4 h?？傮w而言，日照時(shí)數(shù)的季節(jié)分布特征為春季>夏季>秋季>冬季。就下降速率而言，冬季下降最快，速率約為-6.2 h/10年；夏季次之，速率約為-5.8 h/10年；春季和秋季下降速率基本持平，速率約為-2.7 h/10年。

1.3 月變化

由圖3可以看出，日照月變化呈多峰分布，最大值出現(xiàn)在5月，日照時(shí)數(shù)為278.7 h；第二峰值出現(xiàn)在3月，數(shù)值為268.1 h；第三峰值出現(xiàn)在8月，數(shù)值為244.3 h。日照時(shí)數(shù)最小值出現(xiàn)在12月，為163.3 h。春季受冷空氣影響晴空居多，云量較少，故3—5月日照時(shí)數(shù)最多。入夏后，降水開(kāi)始增多，空中云量亦開(kāi)始增多。云對(duì)太陽(yáng)直射的阻擋是造成6—8月日照時(shí)數(shù)下降的原因[5-6]。

2 日照突變檢驗(yàn)

M-K突變檢驗(yàn)是非參數(shù)檢驗(yàn)法，通過(guò)比較個(gè)體的相對(duì)大小進(jìn)行突變檢測(cè)。趨勢(shì)線>0說(shuō)明有上升趨勢(shì)，<0說(shuō)明有下降趨勢(shì)。當(dāng)趨勢(shì)線大于信度檢驗(yàn)的臨界值時(shí)，說(shuō)明這種變化趨勢(shì)是顯著的。2條趨勢(shì)線在臨界線間的交點(diǎn)，就是突變開(kāi)始的時(shí)間。分析圖4中UF曲線，1957—1964年UF均為正值，表明日照時(shí)數(shù)在增加。1965年后開(kāi)始轉(zhuǎn)為負(fù)值且逐年下降，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)在減小。1981年后UF曲線開(kāi)始上升且均為正值，1992—1997年UF曲線超過(guò)了α=0.05的顯著性水平，說(shuō)明這段時(shí)間的上升趨勢(shì)是明顯的。UF與UB 2條曲線有3個(gè)交點(diǎn)，分別在1958年、1961年、1978年，即日照時(shí)數(shù)發(fā)生3次突變。M-K檢驗(yàn)是存在誤檢的，真正突變點(diǎn)的確定還需要結(jié)合其他突變檢驗(yàn)方法。下面以滑動(dòng)T檢驗(yàn)法對(duì)突變進(jìn)行分析，進(jìn)而確定真正的突變時(shí)間點(diǎn)。

滑動(dòng)T檢驗(yàn)首先人為設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，將某一時(shí)間序列分為2個(gè)子序列。再檢驗(yàn)這2個(gè)序列的均值是否存在顯著差異，若存在顯著差異，則認(rèn)為發(fā)生突變。從圖5可以看出，t統(tǒng)計(jì)量曲線有2處超過(guò)α=0.01的顯著水平，第1處是1978年附近，第2處是2004年。由于2004年已經(jīng)是t統(tǒng)計(jì)量曲線末端，考慮到邊界效應(yīng)，故認(rèn)為2004年是誤檢，只保留1978年的突變點(diǎn)。

3 結(jié)論

（1）年總?cè)照諘r(shí)數(shù)波動(dòng)明顯，日照多寡交替出現(xiàn)。呈逐年下降趨勢(shì)，速率約16.5/10年。1978年后下降速度突增，1984年下降到最低值2 378 h，6年內(nèi)減少560 h。

（2）日照季變化表現(xiàn)為春季日照最多（806.7 h），夏季次之，冬季最少（565.4 h）。下降速率冬季最大（-6.2 h/10年），夏季次之（-5.8 h/10年），春季和秋季大致相同（-2.7 h/10年）。

（3）日照月變化有3個(gè)峰值，分別對(duì)應(yīng)5月、3月和8月。由于冷空氣影響，天空晴朗少云，造成3月和5月日照較豐富。夏季多云雨的特點(diǎn)，造成8月日照低于3月和5月。

（4）綜合M-K檢驗(yàn)與滑動(dòng)T檢驗(yàn)，日照時(shí)數(shù)在1978年左右發(fā)生突變。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 楊波，王洪祥，卞若玢.1981—2010年大連市旅順口區(qū)日照變化特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（16）：193-194.

[2] 李濤，李振蘭，王軍海，等.1971—2015年萊州市日照變化特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016（5）：270-271.

[3] 高學(xué)芹.1961—2010年壽光市日照變化特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011（23）：22.

[4] 張春紅，楊仕賢，楊麗瓊，等.1971—2000年新安縣日照變化特征及成因分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（13）：322-324.

[5] 張山清，普宗朝，李景林.近50年新疆日照時(shí)數(shù)時(shí)空變化分析[J].地理學(xué)報(bào)，2013（11）：1481-1492.

[6] 趙娜，劉樹華，杜輝，等.城市化對(duì)北京地區(qū)日照時(shí)數(shù)和云量變化趨勢(shì)的影響[J].氣候與環(huán)境研究，2012（2）：233-243.endprint