近60年寬甸縣日照時(shí)數(shù)變化特征分析

戴鈺 單振宇 王優(yōu)

摘 要 選取遼寧省丹東市寬甸縣氣象局1959-2018年逐日、月日照時(shí)數(shù)等資料，用線性趨勢(shì)法分析寬甸縣日照時(shí)數(shù)的變化。研究發(fā)現(xiàn)寬甸縣近60年年日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率為-33.72 h/10 a；四季日照時(shí)數(shù)亦呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率分別為-10.05、-8.09、-9.56、-6.03 h/10 a。通過(guò)研究五年滑動(dòng)平均曲線，分析寬甸縣的年日照時(shí)數(shù)以及各季日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)波狀分布。寬甸縣近年每月平均日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì)， 6月下降得最快，對(duì)于整體的下降貢獻(xiàn)最大。

關(guān)鍵詞 寬甸； 日照時(shí)數(shù)；特征分析

1 引言

太陽(yáng)輻射作為地球生態(tài)的最重要能源來(lái)源，不僅產(chǎn)生光和熱，同時(shí)還為大氣運(yùn)動(dòng)提供能源。影響太陽(yáng)輻射的因子很多，但氣候的變化會(huì)引起大氣物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而影響到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射的變化【1】。太陽(yáng)輻射可以用輻射量和日照時(shí)數(shù)兩個(gè)要素來(lái)形容。但由于各地面觀測(cè)臺(tái)站的觀測(cè)任務(wù)不盡相同，與輻射量相比，日照時(shí)數(shù)具有資料連續(xù)觀測(cè)時(shí)間更長(zhǎng)、空間密度更大、計(jì)算方式更為簡(jiǎn)便的特點(diǎn)【2】。日照時(shí)數(shù)表征的是太陽(yáng)輻射的強(qiáng)弱和一天日照時(shí)間的長(zhǎng)短【3】，指在給定時(shí)間太陽(yáng)直接輻照度達(dá)到或超過(guò) 120 W·m - 2的時(shí)間總和【2、4】。本文選取寬甸縣日照時(shí)數(shù)資料進(jìn)行分析，旨在詳細(xì)了解其中規(guī)律。這將為認(rèn)識(shí)本地氣候變化的事實(shí)及太陽(yáng)能資源時(shí)空變化的特點(diǎn)提供基礎(chǔ)，也為將來(lái)太陽(yáng)能的合理使用、農(nóng)產(chǎn) 品重新布局、城市規(guī)劃及旅游資源的開(kāi)發(fā)提供新的思路。

2 資料來(lái)源與研究方法

2.1 資料來(lái)源

選取遼寧省丹東市寬甸縣氣象局1959-2018年逐日、月日照時(shí)數(shù)等資料。

2.2 研究方法

將逐月日日照時(shí)數(shù)資料按四季（春季：三月至五月，夏季：六月至八月，秋季：九月至十一月，冬季：十二月至二月）進(jìn)行分類，采用線性趨式方程【5】、滑動(dòng)平均法、excel數(shù)據(jù)處理等方法【6】對(duì)日照時(shí)數(shù)進(jìn)行分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 日照時(shí)數(shù)的年變化特征分析

寬甸縣近60年（1959-2018年）年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢(shì)（圖1），氣候傾向率為-33.72 h/10 a，60年中減少202.3 h。年最大值2663.3h，出現(xiàn)在1981年；最低值2069.5h，出現(xiàn)于1998年。近60年的平均日照時(shí)數(shù)是2365.3小時(shí)。與平均值相比通過(guò)對(duì)滑動(dòng)平均曲線分析（圖2），整體呈現(xiàn)波狀分布。1959-1971年日照時(shí)數(shù)呈上升趨勢(shì)，至1971年達(dá)到高點(diǎn)。之后便呈下降趨勢(shì)，1977年跌到低點(diǎn)。之后再次呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，1982年達(dá)到峰值最高點(diǎn)，然后在2002年跌至最低點(diǎn)。2002年后至今，一直呈現(xiàn)波狀上升趨勢(shì)。將五年滑動(dòng)平均值分為幾段，其中小于平均值的時(shí)期為1976-1978年、1996年至今；大于平均值的時(shí)期為1959-1975年、1979-1995年；

3.2 日照時(shí)數(shù)季節(jié)變化特征

分析得出：寬甸縣春、夏、秋、冬季日照時(shí)數(shù)均呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率分別為-10.05、-8.09、-9.56、-6.03 h/10 a（圖2-5）。各季平均日照時(shí)數(shù)為：春季695h，夏季550.5h，秋季576.6h，冬季543.2h。通過(guò)分析五年滑動(dòng)平均曲線，近60年春、夏、秋、冬四季的日照時(shí)數(shù)均呈現(xiàn)波狀分布。同樣與各季平均日照時(shí)數(shù)做比較，偏少期與偏多期交替出現(xiàn)。春季大致可分為1961-1967年（偏少期）、1968-1975年（偏多期）、1976-1979年（偏少期）、1980-1984年（偏多期）、1985-1992年（偏少期）、1992-1997年（偏多期）、1998-2015（偏少期）、2016至今（偏多期）（圖2）；夏季大致可分為偏少期：1976-1979年、1994-2016年，偏多期：1961-1975年、1980-1993年及2017至今（圖3）；秋季大致可分為偏少期：1974-1977年、1996-2007年、2015至今，偏多期1961-1973年、1978-1995年、 2008-2014年（圖4）；冬季可大致分為偏少期：1976-1979年、1988-2007年、2015年至今；偏多期1961-1975年、1980-1987年、2008-2014年（圖五）；

3.3 日照時(shí)數(shù)月變化特征

針對(duì)日照時(shí)數(shù)的月變化分析可得出（表1），各月 的日照平均日照時(shí)數(shù)全部呈下降趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為下降得最快的6月，以及下降速度最慢的8月。各月份間差異也較為明顯，最大值出現(xiàn)在5月，達(dá)到了243.9h；最小值則出現(xiàn)在11月，低至159.0h。

4 結(jié)論

（1）寬甸縣近60年（1959-2018年）年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率為-33.72 h/10 a，60年中減少202.3 h。年最大值2663.3h，出現(xiàn)在1981年；最低值2069.5h，出現(xiàn)于1998年。

（2）寬甸縣春、夏、秋、冬季日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì)，氣候傾向率分別為-10.05、-8.09、-9.56、-6.03 h/10 a。各季平均日照時(shí)數(shù)為：春季695h，夏季550.5h，秋季576.6h，冬季543.2h。通過(guò)分析五年滑動(dòng)平均曲線，近60年春、夏、秋、冬四季的日照時(shí)數(shù)均呈現(xiàn)波狀分布。

（3）寬甸縣各月的日照平均日照時(shí)數(shù)均呈下降趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在5月，達(dá)到了243.9h；最小值則出現(xiàn)在11月，低至159.0h。6月下降得最快，對(duì)于整體 的下降貢獻(xiàn)最大。

5 討論

近年來(lái)，許多專家學(xué)者對(duì)日照時(shí)數(shù)的變化特征進(jìn)行了研究和分析【7】。李群慧【1】等認(rèn)為中國(guó)日照時(shí)數(shù)近年來(lái)呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，這和氣溶膠排放顯著增加有關(guān)。這些與本文所得到的結(jié)論相符合。但也有其它一些不同之處，如周曉宇【2】就曾提出，在東北地區(qū)最高和最低日照時(shí)數(shù)分別出現(xiàn)在 5 月和 12月。作者認(rèn)為，除地區(qū)、地形的制約外，云量的多少、天氣的狀況都有可能會(huì)影響到太陽(yáng)輻射的吸引，進(jìn)而影響到日照時(shí)數(shù)的長(zhǎng)短。張山新【8】也認(rèn)為在過(guò)去的數(shù)十年里，我國(guó)的日照時(shí)數(shù)雖總體呈減少趨勢(shì)，但這種變化具有明顯的差異性。為了能更好地指導(dǎo)本地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同時(shí)開(kāi)展太陽(yáng)能源的利用及旅游資源的合理開(kāi)發(fā)，筆者認(rèn)為在未來(lái)的計(jì)劃里，可以將日照時(shí)數(shù)和輻射量放到一起共同研究，為日后的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：戴鈺，本科學(xué)歷 ，助理工程師 ，應(yīng)用氣象方向。