1980年～2017年大冶市日照時(shí)數(shù)變化特征分析

宋鴿

（大冶市氣象局，湖北大冶435100）

近些年，由于城市化速度的加快，導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)加劇，使得同一時(shí)間內(nèi)城區(qū)氣溫大部分高于周圍郊區(qū)氣溫，促進(jìn)了空氣之間的流動，為空氣中的煙塵等污染氣體提供了充足的水汽凝結(jié)核，降水增多，低云量增加，導(dǎo)致一天內(nèi)太陽直射光線照射地面的時(shí)間（日照時(shí)數(shù)）減少[1]。此外，輕霧、霧、霾、浮塵、揚(yáng)沙等視程障礙天氣現(xiàn)象也同樣影響日照時(shí)數(shù)，使日照時(shí)數(shù)減少[2]。

大冶市位于湖北省東南部，長江中下游南岸，東經(jīng)114°31′～115°20′，北緯 29°40′～30°15′，屬典型的大陸性季風(fēng)氣候，冬冷夏熱，四季分明，光照充足，雨量充沛，土地資源及農(nóng)作物產(chǎn)量豐富。太陽輻射對農(nóng)作物的生長發(fā)育具有至關(guān)重要的作用，研究日照時(shí)數(shù)的變化趨勢有助于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中合理、科學(xué)的利用氣候資源，提高產(chǎn)量，因此研究日照時(shí)數(shù)資源特征，對人們生活及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有極其重要的意義。

本文選用大冶市在1980年～2017年期間近38年的年日照時(shí)數(shù)、季日照時(shí)數(shù)的數(shù)據(jù)資料，并分別對其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，其中季節(jié)劃分情況為冬季（12～2月）、春季（3～5月）、夏季（6～8月）和秋季（9～11月）。本文將采用線性傾向估計(jì)（y=ax+b）和累計(jì)距平法（）研究大冶市在1980年～2017年期間的年、季日照時(shí)數(shù)的變化規(guī)律[3]。

1 年日照時(shí)數(shù)的變化特征

圖1所示為1980年～2017年大冶市年日照時(shí)數(shù)的變化曲線，從圖中可以看出，年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢，年日照時(shí)數(shù)變化的傾向率為-68.53h/10年，減少趨勢符合0.001顯著性檢驗(yàn)的要求。大冶市區(qū)38年間年日照時(shí)數(shù)差異較大，其平均值為1689h，在2001年前相對較多，在2002年～2012年大幅減少，而在2013年以后大幅回升。日照時(shí)數(shù)在1986年最大，其值為1937.2h，而日照時(shí)數(shù)在2012年最小，其值為1386.6h，年日照時(shí)數(shù)的極值相差550.6h。

圖1 1980年～2017年大冶市年日照時(shí)數(shù)變化趨勢

圖2給出了1980年～2017年期間大冶市年日照時(shí)數(shù)累計(jì)距平的變化曲線，從圖中可以看出，年日照時(shí)數(shù)在1980年～2001年處于偏高階段，而在2002年～2017年處于偏低階段。

圖2 1980年～2017年大冶市年日照時(shí)數(shù)累計(jì)距平變化

2 四季日照時(shí)數(shù)的變化特征

圖3所示為大冶市在1980年～2017年期間春季、夏季、秋季和冬季日照時(shí)數(shù)的變化曲線。該地區(qū)38年間春季日照時(shí)數(shù)總體變化不大，日照變化傾向率為-0.5h/10年，如圖3（a）所示。春季平均日照時(shí)數(shù)約為413.5h，日照時(shí)數(shù)最多的年份為2001年，為504.9h，高于平均值91.4h；日照時(shí)數(shù)最少年份為2002年，為 323.3h，低于平均值 90.2h。如圖 3（b）所示，夏季日照變化較春季變化明顯，38年間日照時(shí)數(shù)變化的傾向率為-27.5h/10年，相關(guān)系數(shù)r為0.319，符合0.1顯著性檢驗(yàn)的要求。夏季平均日照時(shí)數(shù)約為547.1h，日照時(shí)數(shù)最多年份為1981年，為747.7h，高于平均值200.6h；日照時(shí)數(shù)最少的年份為2014年，為 373.1h，低于平均值約 174.0h。如圖 3（c）所示，該地區(qū)38年間夏季日照時(shí)數(shù)減少變化也較為明顯，日照變化傾向率為-21.4h/10年，相關(guān)系數(shù)r為0.351，符合0.05顯著性檢驗(yàn)的要求。秋季平均日照時(shí)數(shù)為428.2h，日照時(shí)數(shù)最多的年份為1998年，為572.5h，高于平均值144.3h；日照時(shí)數(shù)最少的年份為 1982年，為320.2h，低于平均值108h。如圖3（d）所示，該地區(qū)冬季日照時(shí)數(shù)變化同樣較為明顯，其日照變化傾向率為-19.1h/10年，減少趨勢符合0.05顯著性檢驗(yàn)的要求。冬季平均日照時(shí)數(shù)為298.7h，日照時(shí)數(shù)最多的年份為1982年，為379.8h，高于平均值81.1h；日照時(shí)數(shù)最少的年份為2011年，為164.9h，低于平均值133.8h。綜上可得，該地區(qū)38年間四季的日照時(shí)數(shù)總體上均呈減少趨勢，這與年日照時(shí)數(shù)的變化趨勢一致；日照時(shí)數(shù)減少最明顯的季節(jié)為夏季，減少趨勢較緩慢的季節(jié)為春季，夏季日照時(shí)數(shù)的平均值較大，而冬季日照時(shí)數(shù)平均值偏小。

圖 3 1980年 ～ 2017年大冶市各個季節(jié)日照時(shí)數(shù)的變化趨勢，（a）春季，（b）夏季，（c）秋季，（d）冬季

1980年～2017年期間大冶市四季日照時(shí)數(shù)累計(jì)距平的變化曲線如圖4所示，春季日照時(shí)數(shù)累計(jì)距平變化曲線呈不規(guī)則變化，這主要是由于春季日照時(shí)數(shù)減少變化不明顯造成的。夏季日照時(shí)數(shù)在1980年～1995年處于偏高階段，在1996年～2017年處于偏低階段。秋季日照時(shí)數(shù)在1980年～2004年處于偏高階段，而在2005年～2017年處于偏低階段。冬季日照時(shí)數(shù)在1980年～1999年處于偏高階段，而在2000年～2017年處于偏低階段。夏天日照時(shí)數(shù)的累計(jì)距平變化曲線較其他各季節(jié)較為明顯，這與夏季日照時(shí)數(shù)變化較其他季節(jié)有更為明顯的密切相關(guān)。

圖4 1980年～2017年大冶市各季節(jié)日照時(shí)數(shù)累計(jì)距平變化

3 結(jié)語

通過研究統(tǒng)計(jì)分析得出，大冶市1980年～2017年近38年間各年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢，1980年～2001年大冶市日照時(shí)數(shù)總體處于偏高階段，2002年之后處于偏低階段。春季、夏季、秋季和冬季日照時(shí)數(shù)總體上均呈減少趨勢，其中夏季日照時(shí)數(shù)變化較為明顯，春季日照時(shí)數(shù)的變化趨勢最不明顯；夏季日照時(shí)數(shù)的平均值較大，而冬季日照平均值偏小。該地區(qū)年日照時(shí)數(shù)變化通過了置信度0.001的顯著性檢驗(yàn)，夏季日照時(shí)數(shù)變化通過了置信度0.1的顯著性檢驗(yàn)，秋季、冬季日照時(shí)數(shù)變化通過了置信度0.05的顯著性檢驗(yàn)。

日照時(shí)數(shù)呈顯著的減少趨勢，這主要是人為因素造成的，如汽車尾氣排放、化石燃料燃燒、亂砍濫伐等，導(dǎo)致大氣環(huán)境日益惡化，氣溶膠濃度隨之加大，到達(dá)地面的太陽輻射減少。致使人們生活居住環(huán)境中的濕度增大，水汽含量增多，能見度降低，從而導(dǎo)致大氣透明度下降，最終造成日照時(shí)數(shù)減少。日照時(shí)數(shù)減少存在諸多隱患，影響人們的日常生活及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，因此應(yīng)提高警惕，減少人為因素的破壞，維護(hù)大氣穩(wěn)定，改善空氣污染的現(xiàn)狀。