近56年馬鞍山市日照時數(shù)氣候變化特征分析

陳裕，陸燕華，范正義，胡敬喜

（馬鞍山市氣象局，安徽馬鞍山 243000）

近56年馬鞍山市日照時數(shù)氣候變化特征分析

陳裕，陸燕華，范正義，胡敬喜

（馬鞍山市氣象局，安徽馬鞍山 243000）

利用馬鞍山站1960－2015年日照時數(shù)、云量、降水等資料，采用M－K檢驗、線性趨勢分析等統(tǒng)計方法，分析了馬鞍山日照時數(shù)年、季變化特征以及可能影響日照時數(shù)的氣象因子的變化特征，結果表明：馬鞍山年日照時數(shù)呈顯著減少的趨勢，平均每10年減少74.0h，除春季日照時數(shù)變化不明顯外，其他季節(jié)日照時數(shù)顯著減少。年日照時數(shù)在1994年附近發(fā)生突變。云量和降水量是影響日照時數(shù)的因素，日照時數(shù)的顯著下降與年降水量的增強關系密切，而與年平均總云量的減少無關。

日照時數(shù)；氣候傾向率；Mann－Kendall檢驗；馬鞍山

日照是太陽輻射最直接的表現(xiàn)形式，是反映氣候狀況的重要因素。日照時數(shù)的多少直接影響到地球表面所接收的能量。了解日照的氣候特征和變化趨勢，對合理布局農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，調(diào)整種植結構有著重要作用［1］。任國玉［2］等通過研究指出，全國日照時數(shù)具有明顯下降的趨勢，變化速率為－37.6h.（10a）－1，且日照減少主要發(fā)生在中國東南部，減少最明顯的地區(qū)是華北和華東地區(qū)。虞海燕［3］等研究指出，全國四季日照時數(shù)沿海地區(qū)減少速度要快于內(nèi)陸。何彬方［4］等研究表明近50a安徽省日照時數(shù)的顯著減少與水汽壓的增加、能見度的下降以及雨量和雨日增加關系密切。許多學者對當?shù)氐娜照兆兓卣骷坝绊懸?/p>

素進行了分析研究［5－15］，均表明日照時數(shù)呈減少趨勢。然而，針對馬鞍山的定位研究甚少。

馬鞍山市位于長江下游，安徽省東部，屬北亞熱帶濕潤性季風氣候，具有季風明顯，四季分明，氣候溫暖濕潤，雨熱同季，雨量充足、無霜期長等特點。本文利用馬鞍山近56年日照時數(shù)資料，對其變化特征進行分析，以揭示其氣候變化的事實，并簡要分析其影響因子，從而為更科學地開發(fā)利用太陽能資源，合理調(diào)整工農(nóng)業(yè)結構等提供參考。

1 資料來源與分析方法

1.1 資料

選取馬鞍山市國家基本氣象站1960—2015年逐年、月日照時數(shù)、云量、降水等資料進行分析。四季劃分采用氣象學上的標準：3～5月為春季，6～8為夏季，9～11為秋季，12月至次年2月為冬季。多年平均值取1981—2010年的30年平均值。

1.2 分析方法

1.2.1 線性趨勢分析

氣象要素氣候傾向率采用一元線性回歸模型：y=a+bx，y為氣象要素，x為時間，b為線性趨勢項，b＞0表示呈上升趨勢，b＜0表示呈下降趨勢，b×10即為氣象要素每10年的氣候傾向率。

1.2.2 M－K檢驗［16］

Mann－Kendall檢驗法是一種非參數(shù)統(tǒng)計檢驗方法，其優(yōu)點是不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，更適用于類型變量和順序變量，計算也比較簡單。

2 日照時數(shù)變化特征分析

2.1 日照時數(shù)年變化特征

馬鞍山市1960—2015年日照時數(shù)變化趨勢見圖1。由圖可知，近56年馬鞍山市年日照時數(shù)呈波動性減少趨勢，減少速率為74.0h.（10a）－1，相關系數(shù)為－0.630，通過了0.01檢驗標準，說明年日照時數(shù)減少趨勢顯著。56年間日照時數(shù)共減少了414.4h，多年平均為1878.7h，其中日照最多的是1966年的2378.6h，年日照最少的是2010年的1558.6h，兩者相差了820.0h，說明年際間的振幅是相當大的。1990年以前為日照偏多期，只有1960、1970、1975、1980、1982、1985、1989年這7年日照時數(shù)略低于多年平均值；2001年以后為日照偏少期，僅2004、2011、2013年年日照時數(shù)多于多年平均值，其余年份均少于多年平均值；1991—2000年為日照時數(shù)變化過渡期，期間日照時數(shù)波動明顯，共有5年日照時數(shù)大于多年平均值。

圖1 1960～2015年馬鞍山市年日照時數(shù)變化趨勢

2.2 日照時數(shù)季變化特征

馬鞍山市日照時數(shù)季變化趨勢見圖2，可以看出春季日照時數(shù)呈增加趨勢，其氣候傾向率為7.9h.（10a）－1，相關系數(shù)為0.202，未通過0.10檢驗標準，說明增加趨勢不顯著。其余夏、秋、冬三季日照時數(shù)變化趨勢與年變化相同，均呈減少趨勢，氣候傾向率分別為－46.6h.（10a）－1、－14.3h.（10a）－1、－20.0h.（10a）－1，相關系數(shù)分別為－0.649、－0.321、－0.482，均通過0.05檢驗標準，說明減少趨勢顯著。

四季日照分布不均，春季多年平均日照時數(shù)為493.1h，日照最多在2011年，為645.8h，最少在2002年，為341.6h，相差304.2h。夏季多年平均日照時數(shù)為546.5h，日照最多在1966年，為834.0h，最少在2014年，為348.6h，相差達485.4h。秋季多年平均日照時數(shù)為463.7h，日照最多在1979年，為651.0h，最少在2000年，為350.3h，相差300.7h。冬季多年平均日照時數(shù)為377.5h，日照最多在1962年，為616.2h，最少在2000年，為271.9h，相差344.3h。56年間，春季日照增加了44.2h，夏、秋、冬三季日照分別減少了261.0h、80.1h、112.0h。

2.3 日照時數(shù)的突變分析

對1960—2015年馬鞍山市年日照時數(shù)進行Mann－Kendall突變檢驗（圖3），發(fā)現(xiàn)80年代以來日照呈下將趨勢，90年代后期開始這種下降趨勢明顯，超過了0.01的顯著性水平，表明馬鞍山年日照時數(shù)下降趨勢十分顯著。從UF和UB曲線交點的位置，確定馬鞍山年日照時數(shù)在90年代的減少是一種突變現(xiàn)象，具體開始時間為1994年。

圖2 1960～2015年馬鞍山市日照時數(shù)季變化趨勢

3 日照時數(shù)與氣象要素關系分析

3.1 日照與云量的關系

1960—2015年馬鞍山市年平均總云量變化趨勢見圖4，年日照時數(shù)與年總云量的相關系數(shù)為－0.309，可見呈負相關，年平均總云量大的年份日照時數(shù)就小，年平均總云量小的年份日照時數(shù)就大，說明它是影響日照時數(shù)的因素之一。56年來年平均總云量呈減少趨勢，其氣候傾向率為－0.1成.（10a）－1，相關系數(shù)為－0.268，通過0.05的檢驗標準，而年日照時數(shù)也呈顯著減少趨勢，說明云量的變化不是導致日照時數(shù)減少的因素。

圖3 1960～2015年馬鞍山市年日照時數(shù)Mann－Kendall突變檢驗

3.2 日照與降水量的關系

1960—2015年馬鞍山市年降水量變化趨勢見圖5，年日照時數(shù)與年降水量的相關系數(shù)為－0.461，年降水量大的年份日照時數(shù)就小，年降水量小的年份日照時數(shù)就大，呈負相關。近56年來，馬鞍山年降水量呈增加趨勢，其氣候傾向率為29.7mm.（10a）－1，相關系數(shù)為0.196，未通過0.1的檢驗標準，說明年降水量是影響日照時數(shù)的因素之一，也是造成年日照時數(shù)減少的因素之一。

圖4 1960～2015年馬鞍山市年平均總云量與年日照時數(shù)變化關系

4 結論

（1）56年來，馬鞍山市年日照時數(shù)呈顯著減少趨勢，減少速率為74.0h.（10a）－1，56年間日照時數(shù)共

減少了414.4h。日照時數(shù)多年平均為1878.7h，其中日照最多的是1966年的2378.6h，年日照最少的是2010年的1558.6h，兩者相差了820.0h。

圖5 1960～2015年馬鞍山市年降水量與年日照時數(shù)變化關系

（2）馬鞍山市春季日照時數(shù)呈增加趨勢，但不顯著。夏、秋、冬三季日照時數(shù)均呈顯著性減少趨勢。

（3）通過對馬鞍山市年日照時數(shù)進行Mann－Kendall突變檢驗，發(fā)現(xiàn)年日照時數(shù)在1994發(fā)生由多到少的突變。

（4）56年來，馬鞍山市年平均總云量呈減少趨勢，年降水量呈增加趨勢。年平均總云量和年降水量是影響日照時數(shù)的因素，年日照時數(shù)的顯著下降與年降水量的增強關系密切，而與年平均總云量的減少關系不密切。

［1］唐國平，李秀彬.氣候變化對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響［J］.地理學報，2000，55（2）：129－137.

［2］任國玉，郭軍，徐銘志，等.近50年中國地面氣候變化基本特征［J］.氣象學報，2005，63（6）：942－952.

［3］虞海燕，劉樹華，趙娜，等.我國近59年日照時數(shù)變化特征及其與溫度、風速、降水的關系［J］.氣候與環(huán)境研究，2011，16（3）：389－398.

［4］何彬方，馮妍，荀尚培，等.安徽省50年日照時數(shù)的變化特征及影響因素［J］.自然資源學報，2009，24（7）：1275－1285.

［5］吳志科，卿湘濤，王心中，等.湘西自治州日照氣候特征及影響因素分析［J］.氣象研究與應用，2014，35（3）：36－43.

［6］王春娟，黃曉文，莫紹寧，等.田陽縣1961－2010年日照時數(shù)氣候變化特征分析［J］.氣象研究與應用，2013，34（2）：44－46.

［7］梁瓊芳，黃琳，凌莉.百色市日照時數(shù)變化特征分析［J］.氣象研究與應用，2010，31（4）：32－33.

［8］張濤，古明媚，蔡世同，等.1960－2014年茂名電白日照的變化特征［J］.廣東氣象，2016，38（3）：22－25.

［9］劉正奇，鐘興發(fā)，梁廣建.南沙永暑海區(qū)日照時數(shù)的變化特征及影響因素［J］.廣東氣象，2015，37（5）：10－13.

［10］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.

［11］何如，黃梅麗，李艷蘭，等.近50年來廣西近岸及海島的氣候特征與氣候變化規(guī)律［J］.氣象研究與應用，2010，31（2）：12－15.

［12］蘇恒，吳益平.博白縣近50年氣候變化特征分析［J］.氣象研究與應用，2008，29（3）：18－20.

［13］買苗，曾燕，邱新法，等.黃河流域近40年日照百分率的氣候變化特征［J］.氣象，2006，32（5）：62－66.

［14］沈瑱，曾燕，肖卉，等.江蘇省日照時數(shù)的氣候特征分析［J］.氣象科學，2007，27（4）：425－429.

［15］靳利梅.近50年上海地區(qū)日照時數(shù)的變化特征及影響因素［J］.氣象科技，2012，40（2）：293－297.

［16］魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷預測技術［M］.北京：氣象出版社，1999.

Climate Change Characteristics of Sunshine Duration in Maanshan City in Recent 56 Years

Chen Yu,Lu Yanhua,Fan Zhengyi,Hu Jingxi
(Maanshan Municipal Meteorological Service,Maanshan,Anhui 243000)

Based on the date of sunshine duration,cloud cover,precipitation of Maanshan from 1960 to 2015,the annual,seasonal trend of the sunshine duration and the trend variation of meteorological factor of impacting on sunshine duration were analyzed by using the M-K test and linear trend.The results show that,the annual sunshine duration has shown a significant decreasing tendency during recent 56 years with a decreasing rate of 74.0h.(10a)-1.Except no obvious trend in spring,the obvious decreasing trend occurred in other seasons.There was an abrupt change in 1994,with the annual sunshine duration decreasing rapidly.The decrease of sunshine duration is mainly caused by the significant increase in annual precipitation.The annual mean total cloud amount is decreasing and exerting less influence on the decreasing trends in the annual sunshine duration.

sunshine duration;trend rate of climate;M-K test;Maanshan City

P46

A

1673-8411（2016）03-0087-04

2016-05-11

陳裕（1988—），男，江蘇啟東人，本科，助理工程師，主要從事氣象測報工作。