普寧市近56年日照時數(shù)變化特征及其影響因素的分析

摘 要：采用線性趨勢分析等統(tǒng)計方法分析了普寧市1954～2014年逐月日照時數(shù)氣候變化特征，并分析降水量、降水日數(shù)、相對濕度、云量及能見度對日照時數(shù)的影響。結(jié)果表明：普寧市年日照時數(shù)呈顯著增加的趨勢，平均每10年增加51.72h；日照時數(shù)的變化主要集中在夏季；從月份來看，各月都呈增加趨勢，日照時數(shù)的變化主要是發(fā)生在6月份和9月份。通過分析各氣象要素的變化特征得出，年日照時數(shù)的顯著上升與降水日數(shù)的減少、能見度的轉(zhuǎn)好和相對濕度的降低三者關(guān)系密切，而與降水量、云量的變化關(guān)系較小。

關(guān)鍵詞：日照時數(shù)；變化特征；影響因素；普寧市

中圖分類號：P468.027 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0325-02

引 言

日照是太陽輻射最直接的表現(xiàn)，日照時數(shù)決定了農(nóng)業(yè)光能資源利用，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理布局、調(diào)整作物種植結(jié)構(gòu)以及一些受日照影響的產(chǎn)業(yè)（如電力、旅游及建筑等行業(yè)）有著重要的作用[1]。

自1950年以來，中國大多數(shù)地區(qū)的日照時數(shù)和輻射的研究表明，我國的日照時數(shù)與全球一致，為降低趨勢[2～3]。有研究發(fā)現(xiàn)近年來由人類活動造成的大氣污染從而導(dǎo)致大氣氣溶膠的增加，是導(dǎo)致太陽輻射減少的主要因素之一[4～5]。隨著時代的發(fā)展，氣候的變化開始被重視，研究人員們通過分析各種氣象要素的變化以及分析各氣象要素間的相互影響來研究氣候變化。本文將對云量、雨量、相對濕度和大氣能見度等氣象因素與日照時數(shù)進行對比分析，以期尋找出它們與日照時數(shù)的關(guān)系。本文對廣東省普寧市近56年的日照時數(shù)進行了統(tǒng)計分析，試圖找出日照時數(shù)的變化特征和規(guī)律。

1 資料與方法

本文所用逐月日照時數(shù)資料來源于廣東省普寧市國家一般氣象站1959～2014年共56年的氣象資料，資料中，降水量、低云量、總云量在1981～2010年時間段來自于廣東省氣候中心經(jīng)過了初步質(zhì)量控制的30年資料；平均能見度來自農(nóng)業(yè)氣象軟件ARGO收集的各測站資料；降水日數(shù)、水汽壓、相對濕度等資料則來自廣東省氣象局內(nèi)部氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)整理的歷年資料。根據(jù)廣東省氣候特點[6]，將四季劃分為：春季3～4月，夏季5～10月，秋季11～12月，冬季為次年1～2月。

采用氣候傾向率法研究普寧市近56年逐年日照時數(shù)的變化趨勢；通過計算兩組氣象要素間的Pearson相關(guān)系數(shù)，來度量氣象要素間的相關(guān)性。

2 分析與結(jié)果

2.1 普寧市日照時數(shù)的氣候變化特征

2.1.1 日照時數(shù)的年變化

由圖1可知，普寧市的累年日照時數(shù)平均值為1996.1h，1959年以來，日照時數(shù)極小值出現(xiàn)在1973年，為1607.3h，比常年偏低19.5%，極大值出現(xiàn)在2004年，為2543.3h，比常年偏高27.4%，年日照時數(shù)極差達到936h。從累年平均值（細虛線）可以看出，21世紀前，日照時數(shù)以負距平居多，21世紀后，則以正距平為主，表明21世紀后年日照時數(shù)有顯著增加。線性擬合趨勢線的趨勢線方程為y=5.1723x+1847.7，相關(guān)系數(shù)R=0.413，通過了99.8%的信度檢驗，從趨勢線可見普寧市1959-2014年56年來的年日照時數(shù)的線性上升趨勢很顯著，其上升趨勢系數(shù)為51.72h/10a，56年約增加了289.5h。圖1中粗虛線為日照時數(shù)與時間序列（年）的六階擬合趨勢線，其相關(guān)系數(shù)R=0.695，通過了α=0.001的顯著性檢驗，可見普寧市日照時數(shù)年際波動明顯，20世紀60年代和21世紀10年代出現(xiàn)日照時數(shù)峰值，80年代出現(xiàn)低谷，且21世紀初的峰值高于20世紀60年代。

2.1.2 日照時數(shù)的季節(jié)變化

對普寧市56年來四季的日照時數(shù)作線性變化趨勢分析，四季的變化傾向率分別為春季5.7h/10a、夏季33.4h/10a、秋季5.1h/10a、冬季4.9h/10a，與年變化一致，都是隨著時間序列有所增加。夏季的變化最為明顯，達到了33.4h/10a，其他三季的變化則基本持平且比較小。四季對應(yīng)相關(guān)系數(shù)為0.152、0.435、0.157、0.107，其中只有夏季通過了α=0.001水平的顯著性檢驗，而其他三季都未能通過信度為5%水平的顯著性檢驗。表明春季、秋季和冬季三者的日照時數(shù)55年來雖然有所增加，但變化趨勢并不顯著，而夏季上升趨勢顯著，增加也是最多的。說明普寧市55年來日照時數(shù)變化主要集中在夏季。

2.1.3 日照時數(shù)的月變化

由圖可知，普寧市56年來月平均日照時數(shù)最高的是7月份，為235.4h，最低的是2月份，為105.1h，極差值為130.3h。日照時數(shù)可分為兩個主要變化階段：增加階段：2～7月；減少階段：8月份～次年1月份。

普寧市56年來各月的變化傾向率（h/10a）依次為2.6、3.5、2.1、3.5、4.31、9.1、6.3、6.6、6.2、3.3、2.8、1.7，都為增加趨勢，與年變化趨勢一致，但增加的幅度各異。其中，只有6月份、9月份通過了α=0.05的顯著性檢驗，6月份增幅最大，變化傾向率分別為9.1h/10a。其他月份沒通過信度檢驗，表明其變化趨勢并不明顯。因此，普寧市56年來，日照時數(shù)的增加主要是發(fā)生在6月份和9月份。

2.2 可能影響日照時數(shù)的因素

可能影響日照時數(shù)的因素很多，多個研究認為，日照時數(shù)主要受降水量、云量、大氣氣溶膠的濃度、風(fēng)速、水汽壓等影響。本文先分析了降水量、降水日數(shù)、大氣能見度、云量和相對濕度分別與日照時數(shù)的相關(guān)關(guān)系，然后分析了各因子對日照時數(shù)的影響。

2.3 降水日數(shù)對日照時數(shù)的影響

對普寧市1980～2008年共計29年的降水日數(shù)資料與年日照時數(shù)作對比分析。

由圖3可知，普寧市的年總降水日數(shù)與年日照時數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系，降水日數(shù)偏多的時候，日照時數(shù)偏少，降水日數(shù)偏少的時候，日照時數(shù)偏多，其相關(guān)系數(shù)為-0.72，通過了0.001的顯著性檢驗。由年總降水日數(shù)的線性趨勢知，普寧市29年來年降水日數(shù)的變化趨勢傾向率為-10.6d/10a，下降明顯，通過了0.001的顯著性水平檢驗，而年日照時數(shù)有明顯的上升趨勢，說明普寧市的年總降水日數(shù)不但是影響年日照時數(shù)的原因之一，還是普寧市近年來年日照時數(shù)上升的主要影響因素之一。

運用同樣的方法可以得出能見度的轉(zhuǎn)好和相對濕度的降低的也是普寧市近年來年日照時數(shù)上升的主要影響因素之一，降水量的大小、云量的變化不是普寧市近年來年日照時數(shù)上升的主要影響因素。

3 結(jié) 論

（1）普寧市1959～2014年的年日照時數(shù)線性趨勢為顯著上升趨勢，其趨勢系數(shù)為51.72h/10a，56年約增加了289.5h。日照時數(shù)平均值為1996.1h，日照時數(shù)最少值出現(xiàn)在1973年，為1607.3h，最大值出現(xiàn)在2004年，為2543.3h，極差值達936h。21世紀后年日照時數(shù)有顯著增加。從季節(jié)分析，變化主要集中在夏季，而春季、秋季和冬季的日照時數(shù)上升趨勢不明顯。春季雖然上升趨勢不明顯，但是波動卻是最大的。從月變化分析，日照時數(shù)的增加主要是發(fā)生在6月份和9月份。

（2）經(jīng)過分析表明，影響普寧市日照時數(shù)的氣象因子有降水量、降水日數(shù)、大氣能見度、相對濕度和云量等。其中降水量、降水日數(shù)、相對濕度和云量和日照時數(shù)呈顯著的負相關(guān)關(guān)系，大氣能見度與日照時數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。但造成普寧市1959～2014年來日照時數(shù)上升的主要因素是降水日數(shù)的減少、大氣能見度變好以及相對濕度的降低。

參考文獻

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收稿日期：2018-8-12