1961—2018年左權縣日照時數(shù)變化特征分析

楊星星 焦磊 楊紅雁

摘要? ? 利用1961—2018年左權縣逐月日照時數(shù)資料，運用線性趨勢分析、相關系數(shù)分析、5年滑動平均、Mann-Kendall非參數(shù)檢驗和滑動t檢驗等方法，分析了近58年來左權縣日照時數(shù)年、季節(jié)及月變化特征。結果表明，左權縣年日照時數(shù)呈顯著下降趨勢，氣候傾向率為-30.78 h/10 a;四季日照時數(shù)變化中，春季呈上升趨勢，夏、秋、冬季呈下降趨勢，其中夏、冬兩季對年日照時數(shù)減少的貢獻最大;除3月、4月外，其余各月日照時數(shù)均呈下降趨勢，尤以1月、6月、12月下降趨勢最為顯著;年日照時數(shù)在1992年發(fā)生了減少突變。

關鍵詞? ? 日照時數(shù);變化特征;相關分析;山西左權;1961—2018年

中圖分類號? ? P422.1+1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）17-0185-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? Based on the monthly sunshine duration data in Zuoquan County during 1961-2018，the methods of linear trend analysis，correlation coefficient analysis，5-year sliding average，Mann-Kendall non-parametric test and sliding t-test were used to study the change characteristics of sunshine duration in Zuoquan County in the past 58 years. The results showed that the annual sunshine duration presented a significant decreasing trend，and climate tendency rate was -30.78 h/10 a. The seasonal change of sunshine duration showed an increasing trend in spring，and a decreasing trend in summer，autumn and winter，in which，summer and winter contributed the most to decrease of annual sunshine duration. Except in March and April，the monthly change of sunshine duration showed a decreasing trend，especially in January，June and December. The annual sunshine duration reduced suddenly in 1992.

Key words? ? sunshine duration;change characteristic;correlation analysis;Zuoquan Shanxi;1961-2018

第三次氣候變化國家評估報告指出，近百年來（1909—2011年），中國陸地區(qū)域平均氣溫上升0.9～1.5 ℃，近15年氣溫上升趨緩，但仍然處在近百年來氣溫最高的階段[1]。

日照作為氣候變暖的主要影響因子，其變化受到許多學者的關注。虞海燕等[2]認為，1951—2009年全國日照時數(shù)平均減少36.9 h/10 a，各區(qū)域變化趨勢與全國一致，只是減少程度不同。有關山西省內的研究中，李效珍等[3]認為，大同市1961—2005年日照時數(shù)平均減少46.83 h/10 a;賈海燕等[4]認為，臨汾市1962—2009年日照時數(shù)以-109.29 h/10 a的速率顯著減少;趙永強等[5]指出，山西省1961—2010年日照時數(shù)在年代、年、季尺度上均呈減少趨勢，夏季減幅最大，春季最小，時空變化表現(xiàn)為由南部到北部逐漸增加，南部地區(qū)少于北中部地區(qū)。

由此可見，山西省與全國一致，日照時數(shù)呈減少趨勢，但各地減少幅度存在一定差異。左權縣（36°45′～37°17′N，113°06′～113°48′E）位于山西省晉中市東南部、太行山主脈中段西側，屬溫帶大陸性氣候區(qū)。玉米是該縣主要種植的農作物，核桃為主要干果經(jīng)濟林。開展日照時數(shù)變化研究對于該縣農業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)、光能資源利用、光伏發(fā)電、老區(qū)脫貧工作等都具有極其重要的意義。

1? ? 資料與方法

1.1? ? 資料來源

本文所用資料為1961—2018年左權縣氣象觀測站逐月日照時數(shù)數(shù)據(jù)，季節(jié)按春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月至翌年2月）劃分。日照時數(shù)距平以1981—2010年氣候平均值為基礎。

1.2? ? 研究方法

采用線性傾向估計、5年滑動平均等方法分析日照時數(shù)長期變化特征及趨勢，并用相關系數(shù)做顯著性檢驗;突變分析采用Mann-Kendall（M-K）檢驗、滑動t檢驗等方法[6];采用Excel及DPS數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行分析。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 日照時數(shù)的年變化特征

從圖1可以看出，1961—2018年左權縣年日照時數(shù)總體呈下降趨勢，氣候傾向率為-30.78 h/10 a，通過α=0.01的顯著性檢驗，58年中減少178.5 h。通過5年滑動平均曲線分析，年日照時數(shù)1961—1982年為波動上升趨勢，1982年達到峰值;之后持續(xù)下降，2000年達到最低谷后，又呈波動上升趨勢。按年日照時數(shù)的5年滑動平均值小于多年平均值（2 444.6 h）為偏少期，反之為偏多期來劃分：左權縣年日照時數(shù)在1961—1967年、1996—2012年小于多年平均值，為偏少期;1968—1995年、2013—2018年多于多年平均值，為偏多期。最高值出現(xiàn)在1980年，為3 032.6 h;最低值出現(xiàn)在1996年，為1 998.4 h。

2.2? ? 日照時數(shù)的突變分析

從M-K突變檢驗曲線（圖2）可知，1961—2018年左權縣年日照時數(shù)UF與UB曲線在顯著水平線內相交于1992年、2012年和2015年。UF曲線于2008—2012年越過α=0.05臨界線，說明此期間日照時數(shù)減少趨勢十分顯著。經(jīng)對相交點前后作滑動t檢驗，得出1992年為日照時數(shù)減少突變年。

2.3? ? 日照時數(shù)季節(jié)變化特征

由圖3可以看出，左權縣春季日照時數(shù)呈上升趨勢，氣候傾向率為3.15 h/10 a;夏、秋、冬季日照時數(shù)呈下降趨勢，氣候傾向率分別為-14.32、-8.57、-11.42 h/10 a，其中夏、冬兩季通過α=0.05的顯著性檢驗。通過5年滑動平均曲線分析，按照上述年日照時數(shù)偏多與偏少期劃分：春季日照時數(shù)呈現(xiàn)1961—1968年偏少、1969—1995年偏多、1996—2005年偏少、2006—2018年偏多的波動變化過程，見圖3（a）;夏季日照時數(shù)也呈波動變化過程，分別是1961—1965年偏少、1966—1995年偏多、1996—2013年偏少、2014—2018年為偏多，見圖3（b）;秋季日照時數(shù)經(jīng)歷了1961—1967年偏少、1968—1995年偏多、1996—2018年偏少的“少—多—少”3個時期，見圖3（c）;冬季日照時數(shù)經(jīng)歷了1961—1993年偏多、1994—2012年偏少、2013—2018年偏多的“多—少—多”3個時期，見圖3（d）。

2.4? ? 日照時數(shù)月變化特征

從表1可以看出，1961—2018年左權縣各月日照時數(shù)差異較大：5月最多，為264.5 h;2月最少，為181.4 h。日照時數(shù)氣候傾向率各月分布情況：3月、4月呈上升趨勢，其余月份均為下降趨勢;其中，6月下降趨勢最為顯著，通過了α=0.01的顯著性檢驗;其次是1月，通過α=0.05的顯著性檢驗;12月也通過了α=0.05的顯著性檢驗;8月下降速率最為緩慢。

3? ? 結論與討論

（1）近58年左權縣年日照時數(shù)及夏、秋、冬、春季日照時數(shù)呈下降趨勢，春季呈上升趨勢，氣候傾向率分別為-30.78、-14.32、 -8.57、-11.42、3.15 h/10 a。夏、冬季對年日照時數(shù)減少的影響最大，春季起了抑制作用;年日照時數(shù)在1992年發(fā)生了減少突變;月平均日照時數(shù)5月最多，2月最少，線性趨勢變化上，3月、4月呈上升趨勢，其余月份均呈下降趨勢，其中6月、1月、12月下降趨勢顯著。

（2）近58年左權縣年日照時數(shù)變化與全國、山西省變化趨勢一致，呈下降趨勢，而季節(jié)變化、月變化、突變時間與（下轉第190頁）

許多研究有一定的差異，說明左權縣日照時數(shù)變化符合大尺度氣候變化規(guī)律，但也有其特殊性。引起日照時數(shù)減少的原因有很多，李效珍等[3]認為，大同市日照時數(shù)減少主要是由于人類活動特別是工業(yè)排放污染物急劇增長導致的煙塵氣溶膠增多造成的;賈海燕等[4]認為，臨汾市日照時數(shù)減少主要是霧（輕霧）、煙（霾）日數(shù)的增加所致。導致左權縣日照時數(shù)減少的原因還有待于進一步深入研究。

4? ? 參考文獻

[1] 《第三次氣候變化國家評估報告》編寫委員會.第三次氣候變化國家評估報告[R].北京：科學出版社，2015.

[2] 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.

[3] 李效珍，魯巨，杜翠芳，等.大同市45年日照變化特征及原因[J].中國農業(yè)氣象，2009，30（增刊1）：22-24.

[4] 賈海燕，高明，王惠榮，等.臨汾市48年日照時數(shù)變化趨勢及影響因子分析[J].山西師范大學學報（自然科學版），2011，91（2）：124-128.

[5] 趙永強，王志偉，李海濤，等.山西省日照時數(shù)的時空變化特征[J].中國農學通報，2017，33（15）：124-128.

[6] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預測技術[M].北京：氣象出版社，1999：32-66.