近58 a福泉日照時(shí)數(shù)變化特征分析

王 祥，阮洪福，龍 平，唐紅忠

(1.貴州省福泉市氣象局，貴州 福泉 550500；2.貴州省黔南布依族苗族自治州氣象局，貴州 都勻 558000)

0 引言

福泉市位于貴州省中部地區(qū)，屬于黔南苗族布依族自治州北部，與貴陽市、甕安縣、貴定縣接壤。福泉市盛產(chǎn)磷礦，是貴州省重要的磷礦生產(chǎn)基地，近年來該市針對(duì)磷礦生產(chǎn)造成的環(huán)境污染開展大力整治，福泉市的空氣質(zhì)量得到有效改善。因此有必要就日照時(shí)數(shù)和云量等數(shù)據(jù)變化定性闡述福泉市天空狀況的變化情況。

1 資料與方法

本文選用福泉市氣象觀測站1961—2018年的日照資料序列，按照逐年、月進(jìn)行分析。利用1961—2013年低云量和水汽壓進(jìn)行相關(guān)分析。

采用線性趨勢分析和M-K突變檢驗(yàn)方法對(duì)日照時(shí)數(shù)序列進(jìn)行分析，找出資料序列的變化情況，并應(yīng)用T檢驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 日照時(shí)數(shù)的變化趨勢

2.1 年變化趨勢

對(duì)福泉1961—2018年逐年的日照時(shí)數(shù)進(jìn)行分析，1963年的日照時(shí)數(shù)最多，為1 514 h。年最少是2012年，僅為773.1 h。近59 a來日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢，變化率-50 h/10 a。

圖1 福泉市1961—2018年日照時(shí)數(shù)年際變化Fig.1 Annual variation of sunshine hours in Fuquan city from 1961 to 2018

2.2 月變化趨勢

從月分布圖看，福泉市日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)單峰型，最多是8月，其次是7月和9月，1月和2月日照時(shí)數(shù)少，與該市地處季風(fēng)氣候區(qū)夏季晴熱氣溫高日照強(qiáng)的特性相吻合。

圖2 福泉市1961—2018年日照時(shí)數(shù)月際變化Fig.2 Annual variation of sunshine hours in Fuquan city from 1961 to 2018

具體分析各月日照時(shí)數(shù)隨時(shí)間的變化趨勢，發(fā)現(xiàn)只有2月增加的趨勢，其余月份日照時(shí)數(shù)隨著時(shí)間減少，其中6—7月遞減率分別為0.97 h/a和0.95 h/a。

表1 福泉市分月日照時(shí)數(shù)氣候變化傾向率Tab.1 Climate change trend rate of sunshine hours per month in Fuquan city

3 突變分析

給定顯著性水平ɑ=0.05，使得U0.05=±1.96,對(duì)1961—2018年福泉市逐年的日照時(shí)數(shù)進(jìn)行M-K檢驗(yàn)，由圖可知，福泉市2000年以后日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢，特別是2012年以后超出臨界線，下降趨勢明顯。UF線和UB線在±1.96內(nèi)有4個(gè)相交點(diǎn)，分別為1969年、1982年、2000年和2002年，上述4 a是可能存在的突變點(diǎn)。為檢驗(yàn)這4 a是否為突變點(diǎn)，再用滑動(dòng)T進(jìn)行檢驗(yàn)，給定顯著水平α=0.05，按照自由度v=n1+n2-2=10，即t0.05=±2.23，通過T檢驗(yàn)結(jié)果及突變分析的結(jié)果，判定2000年為可信的突變點(diǎn)。

圖3 1961—2018年福泉市日照時(shí)數(shù)M-K檢驗(yàn)Fig.3 M-K test of sunshine hours in Fuquan city from 1961 to 2018

圖4 1961—2018年福泉市日照時(shí)數(shù)滑動(dòng)T檢驗(yàn)Fig.4 Sliding T test of sunshine hours in Fuquan city from 1961 to 2018

4 日照時(shí)數(shù)下降的原因分析

利用1961—2013年福泉市低云量和日照數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，日照時(shí)數(shù)和低云量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，并且通過α=0.01的顯著性檢驗(yàn)。福泉市低云量呈現(xiàn)增多的趨勢，變化率為0.12成/10 a。

圖5 1961—2013年福泉市日照時(shí)數(shù)與低云量曲線Fig.5 Sunshine hours and low cloud cover curve of Fuquan city from 1961 to 2013

福泉市在20世紀(jì)80年代和90年代大力發(fā)展磷礦產(chǎn)業(yè)，大氣中的粉塵含量增多，空氣質(zhì)量一度受到影響，2000年后隨著環(huán)保意識(shí)的提高，磷礦生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響得到控制，空氣質(zhì)量明顯改善，表現(xiàn)為2000—2013年低云量呈現(xiàn)減少的趨勢，相應(yīng)時(shí)段日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)略微增多的趨勢。

5 結(jié)論

1961—2018年福泉市年平均日照時(shí)數(shù)1 127 h，最多是1 514 h，最少是773.1 h。福泉市的年日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)減少的趨勢，變化率為-50 h/10 a呈現(xiàn)明顯下降的趨勢。

福泉市月日照時(shí)數(shù)變化，只有2月是增加的趨勢，其余月份日照時(shí)數(shù)隨著時(shí)間減少，其中6—7月減少較明顯，遞減率率分別為.9.7 h/10 a和9.5 h/10 a。

應(yīng)用M-K突變檢驗(yàn)進(jìn)行分析，1969年、1982年、2000年、2002年存在突變，通過檢驗(yàn)，2000年是可信的突變點(diǎn)。

通過低云量與日照時(shí)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，低云量的變化與日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，低云量的增多導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)的減少。