武漢市江夏區(qū)日照時數變化特征及成因分析

陳蕾蕾 吳堃 程菲

摘要：本文用江夏國家基本氣象站1970—2017年的48a日照時數資料，對江夏區(qū)48a來的日照變化特征進行了分析。結果表明，江夏區(qū)的日照時數從20世紀80年代呈現減少趨勢，21世紀00年代減少最為顯著。四季日照時數變化趨勢除春季不顯著增多外，其他3季與年日照時數變化相同，呈減少趨勢，其中8月減少更為明顯。日照時數的減少與降水量的增多、空氣質量的下降、云量、觀測站環(huán)境變化及人為因素均存在一定關系。

關鍵詞：日照時數;變化特征;影響因子

中圖分類號：S161文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190615064

引言

2018年，中國氣象局發(fā)布《中國氣候變化藍皮書》，1901—2017年，中國地表年平均氣溫呈顯著上升趨勢，近20a是20世紀初以來的最暖時期。1951—2017年，中國地表年平均氣溫平均每10a升高0.24℃，升溫率高于同期全球平均水平。氣候系統(tǒng)的綜合觀測和多項關鍵指標表明，全球變暖趨勢仍在持續(xù)。地球大氣物理結構及化學結構因氣候變化而逐漸改變，使得太陽輻射能量也發(fā)生變化。日照時數為太陽在一地實際照射的時數，是反映一地自然光資源氣候狀況的重要因子之一。據研究表明，近50a長江中下游地區(qū)年日照時數普遍顯著減少，區(qū)域平均減幅為68.2h/10a，多于同期全國平均減幅[1]，恩施州近54a日照時數整體上明顯下降，氣候傾向率為-34.8h/10a[2]。因此，了解本地日照時數變化特征及影響因子，對合理調整工、農業(yè)發(fā)展結構等方面有重要意義。

1統(tǒng)計資料及方法

選取江夏國家基本氣象站1970—2017年的48a日照時數資料，利用線性氣候傾向率，繪制日照時數序列隨時間變化的線性趨勢圖表，分析江夏近48a月、季、年日照時數變化特征。結合本地空氣質量、降水量等情況，探究江夏區(qū)日照時數減少成因。

2日照時數變化特征

2.1年日照時數變化趨勢

江夏1970—2017年，年平均日照時數為1774.4h，最高值（2233.7h），最低值（1373.7h）分別出現在1978年和2003年。日照時數變化趨勢圖呈下降趨勢（-42.5h/10a），48a減少了204h（圖1）。其中，20世紀70年代年平均日照時數（1952.9h）較48a年平均日照時數（1774.4h）偏多178.5h，20世紀80年代（1752.9h）偏少21.5h，20世紀90年代（1698.4h）偏少80.0h，21世紀00年代（1686.4h）偏少88.0h，2010—2017年（1783.0h）偏多8.6h。

2.2各季日照時數變化趨勢

各季總日照時數從氣候上看，分布較為正常。以夏季最多（592.1h），冬季最少（320.9h），春、秋季居中分別為414.8h和446.6h，占年日照時數百分比見圖2。

從江夏四季日照時數逐年變化趨勢圖（圖2）得出， 1970—2017年，江夏春（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月）、冬（12—2月）各季日照時數變化趨勢除春季略增多外，其他3季與年日照時數變化相同，呈減少趨勢。夏秋冬3季日照時數遞減率分別為-28.5h/10a，-10.8h/10a，-10.7h/10a，春季日照時數遞增率為7.5h/10a，近年四季日照時數變化以夏季時期更為突出。

2.3月日照時數變化

48a期間，各月平均日照時數呈明顯的單峰變化曲線，7月日照時數最多，1月日照時數最少。變化范圍在99.9～216.1h之間（表1）。其變化曲線特征與江夏本地氣候相符，江夏位于亞熱帶大陸性季風氣候區(qū)域，7—8月因受副熱帶高壓控制，晴天多，日照時間長;12—次年2月為冬季，日照通常較少。

從48a變化趨勢來看，月日照時數與季日照時數變化形勢相同，其中，夏季（6—8月）日照時數顯著減少，8月減少最多。

3日照時數減少成因分析

3.1日照時數與降水量的關系

選用江夏1970—2017年夏季的日照時數與降水量繪制圖3，圖中實線為日照時數變化曲線，虛線為降水量變化曲線，從圖4中看出，降水量多時，日照時數也相應的減少，48a夏季降水量呈明顯的上升趨勢（46.7mm/10a），特別是21世紀00年代后，與夏季顯著的日照時數減少趨勢呈相關關系，因此，降水量的變化是日照時數減少的原因之一。

江夏20世紀70年代日照時數偏多，80年代至21世紀00年代則逐年遞減，00年代達到減少量峰值，10年代后日照時數趨于正常偏多。80年代我國正處于剛剛改革開放時期，大量工業(yè)、制造業(yè)的興起使得空氣質量開始下降，到21世紀00年代，工廠遍布全國，經濟形勢一片大好的情況下空氣污染物排放量也達到巔峰。2005年8月時任浙江省委書記的習近平同志在浙江湖州安吉考察時提出了“綠水青山就是金山銀山”的科學論斷。2017年，總書記在十九大報告中繼續(xù)強調了，堅持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節(jié)約資源和保護環(huán)境的基本國策。隨著財政在環(huán)保方面的投入以及人們環(huán)保意識的增強AQI 指數下降，空氣質量得到了改善。在10年代后，江夏日照時數也呈現增長趨勢。說明了日照時數的減少與空氣質量狀況的變差有關，隨著城市現代化進程加快，經濟迅速發(fā)展，空氣中污染物增多，使得日照時數也相應減少，因此，空氣質量狀況的好壞影響著日照時數的增減。

3.3影響日照時數的其他因素

除降水量和空氣質量的影響外，日照時數還與云量的多少、觀測場環(huán)境的改變等因素有關。48a間，江夏國家基本氣象站經歷了遷站，業(yè)務人員變換，在人工操作、藥水的使用及其質量改變、日照紙的涂抹等各方面均對日照記錄有著不可低估的影響。隨著自動日照計的投入使用，也將極大地避免人為因素的干擾。

4結論

通過分析江夏近48a月、季、年日照時數變化特征，年日照時數變化趨勢圖呈下降趨勢（-42.5h/10a），其中春季不顯著增多外，其他三季呈減少趨勢，8月減少最多。

隨著全球氣候的改變，引起大氣環(huán)流的異常，年降水量顯著增多，導致日照時數減少。

20世紀80年代初期，由于城市工業(yè)化的不斷發(fā)展，大氣污染物增多，致使大氣渾濁度增大，影響了太陽的直接輻射。同時，由于大氣污染加劇，氣溶膠增多，使成云、成霧可能性增大，也一定程度上使得日照時數減少。

除自然因素外，觀測場環(huán)境、日常操作等人為因素也影響著日照時數的變化。

參考文獻

[1] 張立波，婁偉平.近50年長江中下游地區(qū)日照時數的時空特征及其影響因素[J].長江流域資源與環(huán)境，2013，22（5）：595-601.

[2] 王慧.近54年湖北恩施州日照時數變化特征[J].科技資訊，2013（2）：145-147.

[3] 李芬，黃超智.武漢市當前環(huán)境空氣質量狀況與趨勢[J].消防界（電子版），2017（6）：78.

作者簡介：陳蕾蕾（1993-），女，助理工程師，研究方向：地面氣象觀測方面。