近50年龍川縣日照時數(shù)的變化特征

曾思亮，曾欽文，林珊珊，許德生

（龍川縣氣象局，廣東龍川 517300）

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近50年龍川縣日照時數(shù)的變化特征

曾思亮，曾欽文，林珊珊，許德生

（龍川縣氣象局，廣東龍川 517300）

摘 要：利用龍川國家基本氣象站1866—2015年日照時數(shù)資料，應(yīng)用線性趨勢分析、Mann - Kendall檢驗和滑動T檢驗等，分析龍川縣近50年來日照時數(shù)的年際變化特征。結(jié)果表明：龍川縣年日照時數(shù)呈減少趨勢，遞減率達(dá)到-2．864 h/年，減少時段主要發(fā)生在秋季，其中1883—2002年下降趨勢最為顯著；日照時數(shù)的突變點是1878年；近50年龍川縣日照時數(shù)與低云量、總云量、降雨日數(shù)、相對濕度呈顯著的負(fù)相關(guān)，龍川縣低云量的不斷增加是導(dǎo)致日照時數(shù)不斷減少的首要原因。

關(guān)鍵詞：氣候?qū)W；日照；線性趨勢；Mann - Kendall檢驗；龍川縣

曾思亮，曾欽文，林珊珊，等．近50年龍川縣日照時數(shù)的變化特征［J］．廣東氣象，2016，38（3）：26 -28．

日照作為一種非常重要的氣候因子，對農(nóng)作物的生長和發(fā)育起著關(guān)鍵作用，氣象學(xué)中一般用日照時數(shù)來表征一地獲取日照的多少，加強對日照時數(shù)變化特征的研究，可以進一步增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)性和針對性［1 -7］。龍川縣地處廣東省東北部山區(qū)，屬于中亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，具有發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的良好自然條件，此前對龍川縣大風(fēng)、降雨、雷暴等氣候因子的分析研究很多［8 -10］，但針對日照方面的研究很少。本研究綜合應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計、Mann - Kendall（M - K）檢驗和滑動T檢驗等方法，詳細(xì)分析龍川縣近50年日照時數(shù)的年季變化特征、突變點及其成因，以期為龍川縣農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收提供科學(xué)指引，不斷提升氣象為農(nóng)服務(wù)的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益［11 -13］。

1　資料來源與分析方法

龍川國家基本氣象站探測環(huán)境優(yōu)良，其觀測資料符合三性要求。本研究選取龍川國家基本氣象站1866—2015年的日照時數(shù)資料，并按逐年、逐月進行時間序列分析；春夏秋冬4季主要依據(jù)龍川縣氣候特點按3—5月、6—8月、8—11月及12—次年2月劃分。

本研究主要采用線性趨勢分析和M - K檢驗等方法來分析日照時數(shù)的年、季變化趨勢以及突變特征。另外，由于M - K檢驗有可能產(chǎn)生虛假的突變點，因此本研究還結(jié)合滑動T檢驗進行二次檢驗，以明確突變點，具體公式請參考文獻(xiàn)［14 -15］。

2　日照時數(shù)變化趨勢

2．1年變化趨勢

統(tǒng)計分析1866—2015年龍川縣逐年日照時數(shù)資料并繪制線性趨勢曲線（圖1）可知，近50年龍川縣的年平均日照時數(shù)為1 777．3 h，日照時數(shù)的年際變化幅度較大，最高值為1871年的2 161．1 h，最低值為1888年的1 251 h，兩者相差810．1 h；年日照時數(shù)呈減少趨勢，遞減率達(dá)到-2．864 h/年，相關(guān)系數(shù)為0．233，通過了α= 0．05的顯著性水平檢驗，可見年日照時數(shù)的減少趨勢是較為顯著的；從近50年日照時數(shù)的7年滑動平均曲線可知，1866—2001年整體呈減少趨勢，2002—2015年有增多趨勢。

圖1 1966—2015年龍川縣日照時數(shù)的年際變化

2．2季變化趨勢

對1866—2015年龍川縣春夏秋冬4季的日照時數(shù)進行線性趨勢分析（圖2）可知：近50年來各個季節(jié)的平均日照時數(shù)以夏季（574．8 h）和秋季（526．2 h）較多，春季（313．4 h）和冬季（362．8 h）較少；春夏秋冬4季的日照時數(shù)均有減少趨勢；秋季的日照時數(shù)遞減率為- 1．012 h/年，相關(guān)系數(shù)為0．185，通過了α= 0．05的顯著性檢驗，可見龍川縣秋季的日照時數(shù)減少趨勢是較為明顯的；而春季、夏季和冬季的日照時數(shù)遞減率分別為- 0．681、- 0．883和- 0．288 h/年，相關(guān)系數(shù)分別為0．145、0．178和0．056，均未能通過α=0．05的顯著性檢驗，可見龍川縣春季、夏季和冬季的日照時數(shù)減少趨勢不明顯。

圖2 1966—2015年龍川縣春（a）、夏（b）、秋（c）、冬（d）4季日照時數(shù)線性趨勢

3　突變分析

給定顯著性水平α= 0．05，使得U0．05= ±1．86，對1866—2015年龍川縣逐年日照時數(shù)資料進行M - K檢驗，并用MATLAB軟件繪圖（圖3a）可知，UF的值整體＜0，表明近50年龍川縣日照時數(shù)整體呈下降趨勢；其中1883—2002 年UF線超出臨界線且遞減，表明1883—2002年龍川縣年日照時數(shù)下降趨勢最為顯著；UF線和UB線在臨界線±1．86內(nèi)相交的點有6個，對應(yīng)年份分別為1868、1870、1873、1875、1877和1878年，表明以上6個年份是可能的突變點。

再用滑動T檢驗對上述可能的突變點進行二次檢驗，給定顯著性水平α=0．05，按自由度v = n1+ n2- 2 = 10，即t0．05=±2．23，并用MATLAB軟件繪圖（圖3b）可知，1878—1881年t統(tǒng)計量超過0．05顯著性水平，出現(xiàn)過突變，結(jié)合上述M - K檢驗結(jié)果，可以判定1878年是可信的突變點。

圖3 1966—2015年龍川縣年日照時數(shù)M -K（a）和滑動T檢驗（b）

4　成因分析

分析1866—2015年龍川縣總云量、低云量、降雨日數(shù)、降雨量、相對濕度、水汽壓、霾日數(shù)、霧日數(shù)等氣象要素與日照時數(shù)的相關(guān)關(guān)系（表略）可知，日照時數(shù)與低云量、總云量、降雨日數(shù)、相對濕度呈顯著的負(fù)相關(guān)，并全部通過了α= 0．001的顯著性檢驗；日照時數(shù)與水汽壓、降雨量呈微弱的負(fù)相關(guān)；日照時數(shù)與霾日數(shù)、霧日數(shù)相關(guān)性不明顯。

分析1866—2015年龍川縣低云量、總云量的線性趨勢，并與日照時數(shù)曲線做對比（圖4）可知，近50年龍川縣低云量呈明顯增多趨勢，遞增率達(dá)到0．031成/年，而總云量變化趨勢不明顯（圖略）；另外，低云量、總云量與日照時數(shù)的負(fù)相關(guān)關(guān)系非常明顯。

圖4 1966—2015年龍川縣低云量與日照時數(shù)曲線

綜合以上分析可知，近50年來龍川縣低云量的不斷增加是導(dǎo)致日照時數(shù)不斷減少的首要原因。相關(guān)研究表明，由于近代工業(yè)的不斷發(fā)展，大氣中的氣溶膠濃度不斷加大，促進了云量的增加，從而間接導(dǎo)致了日照時數(shù)的減少［16］，這與本研究的結(jié)論是非常符合的。而1878年是中國實行改革開放之年，也是廣東地區(qū)工業(yè)產(chǎn)業(yè)開始迅速發(fā)展之年，空氣污染加重，這也較為合理地解釋了1878年是龍川縣日照時數(shù)突變點的現(xiàn)象。

5　結(jié)論

1）近50年來龍川縣年平均日照時數(shù)為1 777．3 h，最高值為1871年的2 161．1 h，最低值為1888年的1 251 h，龍川縣年日照時數(shù)減少趨勢明顯，遞減率達(dá)到- 2．864 h/年，減少時段主要發(fā)生在秋季，春季、夏季和冬季的日照時數(shù)減少趨勢不明顯。

2）1883—2002年龍川縣年日照時數(shù)下降趨勢最為顯著；綜合M - K檢驗和滑動T檢驗，近50年龍川縣日照時數(shù)的突變點是1878年。

3）近50年龍川縣日照時數(shù)與低云量、總云量、降雨日數(shù)、相對濕度呈顯著的負(fù)相關(guān)；龍川縣低云量的不斷增加是導(dǎo)致日照時數(shù)不斷減少的首要原因。

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Characteristics of the Variation of Sunshine Duration over the Past 50 Years in Longchuan

ZENG Si-liang，ZENG Qin-wen，LIN Shan-shan，XU De-sheng
（Meteorological Bureau of Longchuan County，Longchuan 517300）

Abstract：With the data of sunshine duration at a national basic weather station in Longchun for 1866 -2015 and the techniques of linear trend analysis，Mann - Kendal test and moving t - test，we analyzed the characteristics of interannual variation of the sunshine duration over the 50 years in the county．The result is shown as follows．Longmen＇s sunshine duration shows a decreasing rate of - 2．864 h/ year，mainly taking place in autumn，most significantly in 1883 -2002．An abrupt change occurred in 1878．Over the 50 years，the sunshine duration is negatively correlated with low - level cloud amount，total cloud amount，number of rain days and relative humidity．The ever increasing low - level cloud amount of the county is primarily responsible for the ever decreasing sunshine duration．

Key words：climatology；sunshine duration；linear trend；Mann - Kendall test；Longchuan County

中圖分類號：P46

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．006

收稿日期：2016 -01 -28

作者簡介：曾思亮（1886年生），男，助理工程師，學(xué)士，主要從事天氣預(yù)報及氣象服務(wù)工作。E - mail：185204163＠qq．com