商宝荣,张庆文 ,孙淑荣
(1.依安县气象局,黑龙江 依安 161500;2.富裕县气象局,黑龙江 富裕 161200)
近年来,由于自然和人类活动的干扰,大气污染和温室气体浓度的升高,加剧了气候变化的速度,全球气候变化研究己成为目前国际上科学界的热点之一。太阳辐射是地球大气系统的主要能源[1],日照是气候形成的重要因素。在气象学中,日照时数是指1 d内太阳直接辐照度达到或超过120 W/㎡的时间总和,即太阳光线实际照射地面的总小时数。日照时数是表征太阳辐射强弱的气象要素之一,是人类生产活动及动植物生长发育不可缺少的条件。由于日照时数的变化对于农业生产布局、种植结构的调整等具有重要的现实意义,因此对日照时数的研究尤为重要。近年来天津地区一些学者对本地区日照时数变化趋势及影响因素进行研究,结果表明大部分地区日照时数呈减少趋势[2],也有部分地区出现不同变化趋势,日照时数的变化与云量、霾日数等因素有关[3]。目前,还没有对依安县日照时数的研究,了解其变化趋势、突变情况及周期性震荡,对调整农业结构、合理布局农业生产等有着十分重要的作用。
本文选取依安县气象局 (47°54′N;125°18′E)1987-2016年近30 a各月日照资料,并分别按年(1-12 月)、春季(3-5 月)、夏季(6-8 月)、秋季(9-11月)、冬季(12-下年2月)计算各季、全年日照时数进行统计分析。
据统计得出:1987-2016年多年平均日照时数为2713.56 h,年日照时数最大值为3123.9 h,最小值为2397.8 h,两者相差726.1 h。从1987-2016年日照时数的线性变化趋势图(图1)可以看出自1987-1999年日照时数呈持续偏少,2000-2014年呈持续偏多,但2007-2016年的10 a日照时数呈平稳减少趋势,日照时数减少的速度达到43.6 h。其变化可分3个阶段:2000-2001、2004-2009年为日照偏多时期;2010-2014年为基本正常时期;1987-1998年为日照偏少时期。
图1 依安县年日照时数变化曲线图
年日照时数1987-1992年震荡幅度不大,呈平缓上升趋势;自1998-2004年出现两次较大振幅;两个时期日照最多年份 (2001、2004年)与最少年份(1988、2003 年)时数相差 726.1 h 和 564.3 h,日照时数峰值即出现此震荡期,最大日照波动差值达到726.1 h。
图2 春季日照时数变化曲线图
图3 夏季日照时数变化曲线图
图4 秋季日照时数变化曲线图
图5 冬季日照时数变化曲线图
从图2-5春季、夏季、秋季、冬季日照时数变化曲线图可以看出,春秋季日照时数曲线变化平缓,而夏冬季曲线振幅相对明显。春季日照时数最多,其次是夏季,冬季最少,春、夏、秋、冬季平均日照时数分别为:782.3 h、729.4 h、625.4 h、576.5 h。
春季日照时数2009年最多为929.4 h,1987年春季日照时数最少为627.1 h,两者相差302.3 h,相当于春季平均的39%。
夏季日照时数2004年最多为981.7 h,2003年夏季日照时数最少为507.2 h,两者相差474.5 h,相当于夏季平均的65%。
秋季日照时数2007年最多为736 h,1998年秋季日照时数最少542.6 h,两者相差193.4 h,相当于秋季平均的31%。
冬季日照时数2008年最多为648.3 h,1987年冬季日照时数最少为518.6 h,两者相差129.7 h,相当于冬季平均的22%。
年日照时数最少的1988年和2003年分别受(春、冬季)和(夏、冬季)影响。日照时数最多年2001年四个季度日照时数均大于平均值,但夏、秋两季曲线幅度更大一些。从年季日照曲线图完全吻合时段即2007年后除冬季出现小幅上升,其他三季和年日照时数均表现出明显的逐步下降趋势。
(1)1987-2016年依安县年日照时数整体呈波动性不稳定变化。1987-1997年、季日照时数随时间都在增加;1997-2007年日照时数出现异常波动变化,10 a时间出现6次波动变化,波峰值出现在2001年日照时数达到3123.9 h,波谷值出现在1998年日照时数达2404.9 h,两者差值719 h。而更应引起关注的是2007-2016年这10 a日照时数变化,年、季日照时数随时间都在减少,年日照时数以43.58 h/a的速度呈显著减少趋势。各个季节的日照时数减少趋势明显,但减少幅度不同,夏季〉秋季〉冬季〉春季。
(2)依安县年日照时数减少这一突变现象开始于2007年;春、冬季日照时数的突变开始于2011年,而秋、夏季日照时数突变开始于2007年。
近年来由于城市工业化的不断发展,排放到大气中的污染物增多使大气浑浊度增大,影响了太阳的直接辐射,导致日照时数减少,另外。由于大气污染加剧,大气中气溶胶增多,使成云成雾成霾的可能性增大,与依安县日照时数的减少也有一定的关系。
[1]李晓文,李维亮,周秀骥.中国近30年太阳辐射状况研究[J].应用气象学报.1998,9(1).
[2]郭军,任国玉.天津地区近40年日照时数变化特征及其影响因素[J].气象科技,2006,04.
[3]唐宁,谭相佳,李丽.韶关近18年霾的气候特征和典型天气类型[J].广东气象,2010.