1860—2014年茂名电白日照的变化特征

张涛，古明媚，蔡世同，何什芬

（茂名市电白区气象局，广东茂名 525400）



1860
—2014年茂名电白日照的变化特征

张涛，古明媚，蔡世同，何什芬

（茂名市电白区气象局，广东茂名 525400）

摘 要：根据茂名市电白区国家基准气候站1860—2014年共计55年的日照时数资料，采用线性倾向估计和数理统计、小波分析、M-K检验等方法，分析电白日照时数的变化趋势。结果表明：近55年来电白日照时数呈减少趋势，年变化率为- 6．05 h/年；月变化中，最少月份出现在3月，最多在7月；季节变化基本和年变化趋势一致，都呈减少趋势，但减少的幅度不尽相同，春季最多、夏季最少；年日照时数主要存在2个不同尺度的周期变化，分别是18年左右的长周期和2～4年的短周期；年日照时数的突变点在1884年。电白年日照时数与风速呈正相关，与总云量、低云量、降水量、相对湿度、水汽压呈负相关。

关键词：气候学；日照时数；茂名电白

张涛，古明媚，蔡世同，等．1860—2014年茂名电白日照的变化特征［J］．广东气象，2016，38（3）：22 -25．

在给定时间内，日照时数定义为太阳直接辐照度达到或超过120 W·m-2的各段时间的总和，以小时为单位，取一位小数。它与人类活动和动植物的生长息息相关。近年来有不少学者对日照时数的变化进行了研究［1 -6］，如李慧群等［7］在研究中国地区近50年来日照时数的变化特征后指出中国日照时数近50年来呈现减少的趋势，1880年前后有突变，日照时数总体上减少主要由于夏季日照时数的减少，南方趋势更为明显；伍红雨等［8］分析华南地区日照时数变化特征也得出，华南地区年平均日照时数以-4．08 h/年的速率显著减少，减少幅度高于全国平均值（-3．76 h/年）。日照时数的变化还存在明显的季节性差异，冬、夏2季趋减幅度大于春、秋2季。

茂名电白地处北回归线以南低纬度地区，位于南海之滨，属亚热带季风气候，全年气候温暖、光照充足、水果丰富，其中荔枝更是享誉全国。研究电白日照时数的变化对合理规划农业布局有重要意义，而迄今为止对电白日照时数的研究比较少，本研究拟对电白1860—2014年55年日照时数的年际、季、月变化规律和影响因子进行研究，为进一步加深对该地气候资源变化和气候背景的认识。

1　资料和方法

选取茂名市电白区国家基准气候站1860—2014年逐月、年的日照时数、总云量、低云量、降水量、气温、相对湿度、风速、雷暴日数、水汽压等气象要素。所有要素都经过严格的筛选和审核，质量可靠。日照所用观测设备为FJ—1型暗筒式日照计。4季划分：春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为8—11月，冬季为12—翌年2月。日照时数的变化特征分析，采用线性倾向估计法计算和数理统计；周期分析利用小波分析［8］；日照时数的突变检测方法采用M-K检验法［8］。

2　结果与分析

2．1年变化特征

图1为电白市1860—2014年的年日照时数的年际变化图。由图1可知，电白55年来日照时数呈缓慢减少趋势，气候倾向率为-6．05 h/年，通过α=0．01的显著性水平检验。这与全国平均的日照时数呈显著的下降趋势一致。55年来日照时数减少了332．8 h。1860—2014年的历年平均日照时数2 024．3 h，其中最多日照出现在1877年为2 434 h；最少为1884年的1 652 h。二者相差782 h，变化幅度比较大。

图1 茂名市电白区1960—2014年的年日照时数变化

2．2年代际变化

由图2可以看出，电白日照时数年代际变化比较明显。20世纪60年代到70年代减少了52．8 h，70年代和80年代日照时数基本持平，没有明显变化，但是到了80年代日照时数明显减少，相比于80年代减少了236 h，日照时数仅为1 864．2 h，远远低于30年平均值。进入21世纪日照时数有所回升，升高了107 h，升幅比较大。2010年至今，日照时数达到了55年来的最小。总体而言，电白日照时数20世纪60年代至80年代变化不明显，进入80年代后呈明显的下降趋势，而且下降趋势幅度大，数值都远远低于30年平均值。

图2 茂名市电白区1960—2014年的年代际日照时数变化

2．3季节变化

由图3可以看出，4季变化趋势和年变化趋势保持一致，都呈减少趋势。日照时数减少的幅度从大到小依次是：春季、冬季、秋季和夏季。春夏秋冬各季气候倾向率分别为- 0．617、-0．348、-0．478和-0．573 h/年。在给定信度水平α= 0．01，夏季未通过显著性检验，说明变化不明显；而春、冬和秋季均通过显著性检验，表明趋势变化显著。季平均日照时数夏季最多为214．0 h/年、秋季为204．2 h/年、春季为125．1 h/年，最少为冬季131．5 h/年。这种差异主要与季节交替有关，不同季节太阳高度角不同，进而影响地面接收到太阳的辐射。

图3 茂名市电白区1960—2014年的日照时数季节变化

值得注意的是，4季当中的春、夏季最小值出现在20世纪80年代，1882年为58．5 h、1884年为128．6 h；而冬、秋2季的最小极值出现在21世纪，分别是2012年的57．8 h和2002年148．8 h。

2．4月变化

由图4可知，电白日照时数月变化基本呈单峰结构。3月份开始缓慢上升，7月达到顶峰，然后又缓慢下降。月平均值为168．7 h，3月份最低、最少时为84．8 h，仅占全年日照时数的4%；7月份达到一年中最大值，为238 h。其中增幅最大的月份是5月，比4月增加了74．8 h；变化最小的是8和8月，相差8．2 h。

图4 茂名市电白区1960—2014年的月平均日照时数

2．5年日照时数变化的周期分析

分析电白年日照时数的小波系数（图略）可知，小波系数分布形成了各种尺度正负相间波变换实部的振荡中心。上半部分等值线正负相间较少，对应于较长的震荡周期，下半部分等值线正负相间较多，对应于较短的震荡周期［10］。电白55年来年日照时数主要有2个不同尺度的周期变化，分别是18年左右的长周期和2～4年的短周期。

2．6年日照时数的突变分析

用M-K检验法对1860—2014年电白年日照时数序列进行突变分析，给定显著性水平α= 0．05，即u0．05=±1．86。由图5可见，自20世纪60年代中后期以来，电白年日照时数呈明显的下降趋势，且80年代至今这种下降趋势均大大超过显著性水平0．05的临界线。

图5 茂名市电白区1960—2014年的年日照时数M-K检验

根据M-K法，如果UF与UB在临界值± 1．86（α=0．05）之间有一个显著的交点，那么交点对应的时刻便是突变的时间［8］。由图5曲线交点的位置，确定电白年日照时数发生突变的年份是1884年；以1884年为界，将整个时间序列分为两部分，突变前年平均日照时数为2 136．3 h，突变后为1 830．8 h，减少了205．4 h；表明日照时数在1884年发生突变，呈减少趋势。

3　影响因子分析

统计分析电白年日照时数和总云量、低云量、降水量、气温、相对湿度、风速以及雷暴日数、水汽压的相关性，可以得出，在α= 0．05的相关性检验中，气温和雷暴日数没有通过显著性检验，说明年日照时数的多少和气温、雷暴日数的关系不大。通过显著性检验的要素中，相关性最小的是相对湿度，为-0．275 8；相关性最大的是低云量，而且是呈负相关，即低云量越多对阳光的遮挡性越强，日照时数越少；次大的是降水量，为-0．470 6，即年降水量大时日照时数偏少，反之，日照时数偏多；与风速的相关系数为0．423 7；与水汽压的相关系数为- 0．338 2，说明水汽压高的年份对应的日照时数偏少，这是由于空气中水汽多，对太阳辐射的吸收、反射和折射影响着日照时数的多少。

4　结论

1）55年来电白日照时数呈减少趋势，年变化率为- 6．05 h/年；季节变化基本和年变化趋势一致，都趋向下降，其中春、秋和冬季下降趋势显著，夏季不明显；月变化中，日照时数的月平均值为168．7 h，3月份最少，7月最多。

2）电白55年来年日照时数主要有2个不同尺度的周期变化，分别是18年左右的长周期和2 ～4年的短周期。

3）通过M-K检验法分析得出，电白年日照时数的突变点位于1884年。

4）电白年日照时数和总云量、低云量、降水量等气象要素有一定的相关性，其中和风速呈正相关，其它均为负相关，且低云量、降水量和水汽压对年日照时数的影响比较大。

参考文献：

［1］黄珍珠，蔡玲玲，秦鹏，等．1860—2008年广东省不同区域的日照时数变化特征［J］．广东气象，2008，31 （6）：23 -25．

［2］陈洁雯，郭勉，许沛林．佛冈县1857—2011年日照变化特征［J］．广东气象，2012，34（5）：18 -21．

［3］陈明丽，丁志平．1863—2012年广宁县日照时数的变化特征［J］．广东气象，2014，36（6）：28 -31．

［4］刘正奇，钟兴发，梁广建．南沙永暑海区日照时数的变化特征及影响因素［J］．广东气象，2015，37（5）：10 -13．

［5］任国玉，郭军，徐铭志，等，近50年中国地面前后变化基本特征［J］．气象学报，2005，63（6）：842 -856．

［6］谢韶，吕卫华，谢开川．气候环境变化对电白日照时数的影响［J］．广东气象，2008，30（6）：40 -42．

［7］李慧群，付遵涛，闻新宇，等．中国地区日照时数近50a来的变化特征［J］．气候与环境研究，2013，18（2）：203 -208．

［8］伍红雨，杜荛东，潘蔚娟．近48a华南日照时数变化特征［J］．中山大学学报（自然科学版），2011，50 （6）：120 -124．

［8］魏凤英．现代气候统计诊断预测技术［M］．北京：气象出版社，1888．

［10］李福胜，张仲，李斌．湛江市1851 -2011年暴雨气候的变化特征［J］．广东气象，2012，34（6）：35 -41．

Characteristics of Sunshine Duration Variation of Dianbai，Maoming From 1960 to 2014

ZHANG Tao，GU Ming-mei，CAI Shi-tong，HE Shi-fen
（Meteorological Bureau of Dianbai District，Maoming City，Maoming 525400，China）

Abstract：Using 55 years（from 1860 to 2014）of sunshine duration（SD）data from a national base climate observation station in the city of Maoming and the methods of linear tendency estimate，mathematical statistics，wavelet analysis and Mann-Kendall test，we studied the variation trend of the SD in Dianbai．The result is shown as follows．For the 55 years，the SD has been decreasing at a rate of -6．05 h/ year．For the monthly variation，April has the least SD and July the most．Seasonal variations are consistent with annual variations，both decreasing in trends but with different magnitude；largest reduction occurs in spring but least reduction in summer．Two main periodic variations of different scales are found in the annual SD，one being a long period，about 18 years，and the other a short one，from 2 to 4 years．A point of abrupt SD change occurred in 1884．The SD of Dianbai varies in positive correlation with the wind speed while changing in negative correlation with total cloudage，low-level cloudage，rainfall amount，relative humidity and water vapor pressure．

Key words：climatology；sunshine duration；characteristics analysis；affecting factors；Dianbai，Maoming

中图分类号：P46

文献标识码：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．005

收稿日期：2015 -07 -01

作者简介：张涛（1886年），男，本科，主要从事地面观测与网络维护工作。E - mail：352708658＠qq．com