清镇市日照时数变化特征及其影响因素研究

金昭贵 张皓 吴智凤

摘要：

本研究采用气候倾向率、异常分析法、Spass22统计分析等方法，对清镇市1961[CD1]2013年逐月日照时数及日照时数影响因子总云量、低云量、水汽压和降水量、雨日数等资料进行了统计分析，结果表明1961[CD1]2013年的清镇市日照时数年代距平呈明显的减少趋势。总体上，日照时数的月变化呈“M”双峰型，各季日照时数、年日照时数均呈减少趋势。清镇市季、年日照时数各季节均出现不同时次的异常年份。年平均云量、平均水汽压、降水量、雨日数的变化与日照时数的变化呈负相关，平均云量、平均水汽压、降水量、雨日数是影响日照时数变化的可能因素。近53年，清镇市年平均总云量呈减少趋势，分季节看均呈减少趋势，年平均低云量的气候倾向率呈增加趋势，水汽压呈增加的趋势，年降水、年雨日数变化趋势不明显，呈减少趋势。

关键词：

清镇市；日照时数；气候倾向率；异常年份；云量；水气压；；降水量；雨日

中图分类号：

文献标识码：A

DOI：1019754/jnyyjs20190330077

基金项目：贵阳市气象局气象科计基金项目（合同编号：筑气科合KF[2018]09号）；贵州省气象局青年科技基金项目[JP]

引言

目前，气候变化是全球变化研究的核心问题和重要内容，气候变化已成为全球关注的热点[1-3]。学者们研究发现，气候变化将会影响太阳辐射能量的变化[4-6]。日照时数是影响气候变化的气象要素之一，它是太阳辐射能的表征和反映，因而研究气候因子变化对日照时数的影响具有重要意义。日照作为重要的气候因子，是太阳辐射最直观的表现，也是农作物生长发育不可缺少的条件[4] 。近年来，学者们对日照时数的变化研究发现，日照时数会直接影响地表获得太阳辐射能量的大小，它的多少会对农业、林业生产产生影响，进而也对人类的生产生活产生直接或间接影响。从区域尺度上研究发现如美国、西欧、印度和中国等地区的日照时数呈减少特征，尤其在我国不同地区、不同时段的日照时数呈现不同的气候特征，日照时数的影响因素复杂[1-7]。任国玉[8]研究发现，中国近50年来日照时数呈明显减少趋势，递减幅度呈现东部地区大于西部地区、平原大于山区的特征，日照时间变化具有明显的季节性差异， 春、秋两季递减幅度比冬、夏两季小。郑小波[9]对贵州80多个站1961[CD1]2005的资料研究发现贵州日照时数整体性的减少较为明显。郑奕[10]用贵阳市区和郊区1951[CD1]2002年日照时数资料研究发现近52年来贵阳日照时数呈现减少趋势，春、夏、秋、冬四季均有减少趋势， 但减少的气候倾向率不同。

清镇市作为黔中农业经济发展区，目前对清镇市的气候变化因素温度、降水等的变化已从不同的时空尺度作了大量的研究，但对清镇市日照时数的变化特征和影响因素研究较少。因此，本研究选取清镇市1961—2013年的日照时数为研究对象，对清镇市日照时数的变化特征及其影响因素进行了全面分析探讨，分析了该市日照时数的变化特征，探讨了该地区日照时数的可能影响因子。通过对清镇市时数的变化特征及其影响因素进行探讨分析，以期为该地区的农业生产、社会经济发展提供基础参考依据。

1材料与方法

本研究选取清镇市1961[CD1]2013年逐月日照时数、平均总云量、平均低云量、平均水汽压等数据，所采用的数据来源于贵州省气象局信息中心，数据都经过地面数据质量控制，数据合理且真实可靠。按照气候学规定划分12[CD1]2 月为冬季，3[CD1]5 月为春季，6[CD1]8 月为夏季，9[CD1]11 月为秋季，，并通过算数平均法分别建立了清镇市逐月、逐季、逐年的日照时数序列，采用SPASS22软件对日照时数的影响因素平均总云量、平均低云量、平均水汽压、降水量、雨日数等进行了相关性分析。

11气候倾向率

12异常年份分析法

本文選取世界气象组织对气候异常提出的判别标准，采用距平大于标准差的 2 倍作为异常，大于标准差的 15～2 倍为接近异常来分析[1]。

2结论与讨论

21日照时数的年代变化特征

选择清镇市1961[CD1]2013年日照时数的平均值为参比值，计算清镇市研究时段的日照时数距平年代变化（见表1），结果显示，清镇市1961[CD1]2013年日照时数年代距平呈减少趋势。20世纪60年代到90年代日照充足，年代日照时数显示为正距平特征，20世纪60年代最多，从90年代开始日照时数开始出现减少趋势。在21世纪近10年日照时数显示为负距平，减少趋势明显。

22日照时数月变化

由图1可见，清镇市日照时数的月变化呈“M”双峰型，1[CD1]5月、6[CD1]8月日照时数变化趋于上升，分别在45996～122911h、107551～171642h之间；5[CD1]6月、8[CD1]12月日照时数变化趋于下降，分别在122911～107551h、171642 ～61406h之间，6月的日照时数为全年日照变化的一个低峰。1961[CD1]2013年多年月平均为101577h，1[CD1]3月、10[CD1]12月低于多年月平均值。其中，1月的日照时数一年之中最低，8月的日照时数一年之中达最高值；4[CD1]9月的日照时数在114242～125908h之间。

23日照时数年变化

清镇市年日照时数的5a滑动平均与53a的平均值相比较，结果显示（图2）：1963[CD1]1974年，1989[CD1]1992年，1994[CD1]1999年以及2006[CD1]2013 年为年日照时数偏多的年份，而1961[CD1]1962年，1975[CD1]1988年，1993年，2000[CD1]2005 年为年日照时数相对偏少的年份。1971年后日照时数呈减小特征，之后呈小幅上升趋势，到1990年达最高，2004年降至最低值。从2004年后开始呈上升趋势。

对清镇市1961[CD1]2013年日照时数的10年平滑分析显示，发现日照时数的10年滑动平均曲线呈下降趋势。1961[CD1]2013年中日照时数减少了2437h；年日照时数最多为 1963年的15946h，最少为 2005 年的8592h，两者相差 7354h。从总体上分析发现，清镇市1961[CD1]2013年的日照时数呈减少趋势，其气候倾向率为-459h/10a，相关系数|r|=046>r001 = 0212，在001 水平上是显著的。

24日照时数季节变化分析

对清镇市1961[CD1]2013年的春季、夏季、秋季、冬季分别进行统计分析，结果显示（见图3），清镇市春季、夏季、秋季、冬季的日照时数表现为减少趋势。通过对清镇市春季、夏季、秋季、冬季是日照时数的趋势系数和相关系数计算（见表3）结果表明，春季、夏季在α= 005水平上表现为显著性水平通过显著性检验，秋季、冬季的日照时在α=001水平上表现为显著性水平。从整体上看，清镇市1961-2013年的日照时数减少的趋势，夏季的趋势系数为-2096h/10a，共减少了29149h，减少幅度是最大的，秋季的趋势系数为-617h/10a，共减少了24065 h，相比较春季、冬季为减少幅度较小。在四个季节中，日照时数年际变化表现为夏季日照时数变化幅度最大，夏季日照时数的最多年和最少年相差7354h，春季、秋季、冬季最多年和最少年分别相差2959h、3091h、256h。[JP]

25日照时数的异常分析

据统计分析发现（见表3），清镇市1961[CD1]2013年共计53a季、年日照时数的异常年份：春季的日照时数共出现了5次异常偏多年份，主要发生在20世纪60年代后期和80年代后期和90 年代后期，其中1963 年异常偏多1873 h；夏季出现3次异常偏多年份，发生在20世纪60年代初期和70年代初期，其中1972年偏多，2147h最为明显；秋季发生2次偏多年份，主要发生在20世纪70年代初期和90年代末期，其余时段趋于正常。冬季，出现1次偏多年份，1969年异常偏多1231h。

由清镇市1961[CD1]2013年共计53a的年日照时数的异常年份分析显示，清镇市年日照时数异常偏多年份均出现在20世纪60、70 年代及90年代末期。异常偏少年份出现2005年，较多年平均值偏少3597h。

3日照时数的气象要素影响分析

31云量的变化

对清镇市1961[CD1]2013年的总云量和低云量统计分析显示（见表4），清镇市年日照时数与年平均总云量、年平均低云量表现为负相关关系，年平均总云量、年平均低云量的相关系数分别为-0441、-0615，两者在α= 005的水平上表现为显著性相关，通过相关性检验。根据四个季节分析发现，清镇市的日照时数与春季、夏季、秋季冬季對应季节的平均总云量、低云量呈负相关关系。综合分析来看，清镇市平均总云量、平均低云量大的年份日照时数就小，反之就要大些，可见云量变化是影响日照时数的因子之一。从表5结果可知，清镇市年平均总云量、春季、夏季、秋季、冬季四个季节的气候倾向率均呈减少趋势。年平均低云量的变化都是呈增加趋势。年平均总云量的趋势系数为- 0201成/10a，年平均低云量的趋势系数为0835成/10a。在α= 001水平上，低云量通过显著性检验，表明低云量增加趋势是显著的。综合前面分析结果表明（图4），说明低云量的变化对日照时数减少的存在影响。

32水汽压的变化

前人[1]研究发现，日照时数的变化与大气水汽压变化存在密切关系。通过统计分析显示（表5），清镇市年平均水汽压呈增加趋势，气候倾向率为1385hPa/10a，相关系数（r=0558）在α=005表现为显著性水平，通过相关性检验，由此可知，水汽压增加趋势是显著的。由表4可知，清镇市年日照时数与年平均水汽压的相关系数为-0183，在α=005通过显著性检验，两者呈负相关关系。综合分析显示，清镇市水汽压小的年份日照时数相对就大，反之日照时数就小，这表明水汽压是对日照时数的变化有影响。

33降水量及雨日数的变化

据统计分析结果显示（表5），1961[CD1]2013年清镇市年降水量的气候倾向率为-1809mm/10a，表明年降水量变化不大。清镇市年雨日数的气候倾向率为-28d/10a，年雨日数变化趋势不明显。由表4可知，清镇市日照时数与夏季、冬季降水量的相关系数分别为-0276、-0402，呈负相关关系，分别通过α=001、α=005的显著性检验。从雨日数的季节分析可见，春季、夏季、秋季、冬季均呈负相关关系，从年雨日数分析，它们的相关系数分别为-0032、-0238，也呈现负相关。综上分析表明，清镇市年降水量和年雨日数对日照时数的变化影响。

4结论

采用气候倾向率、异常分析法、SPASS22统计分析等方法，对清镇市1961[CD1]2013年的日照时数的变化及其气候影响因素进行了统计分析， 结果显示：

清镇市1961[CD1]2013年日照时数年代距平呈减少趋势。20世纪60—90年代日照充足，年代日照时数显示为正距平特征，60年代最多，从90年代开始日照时数开始出现减少趋势。在21世纪近10年日照时数显示为负距平，减少趋势明显。清镇市日照时数的月变化呈“M”双峰型，1[CD1]3月、10[CD1]12月低于多年月平均值。

清镇市春季、夏季、秋季、冬季的日照时数均表现为减趋势。夏季的趋势系数为-2096h/10a，减少幅度和变化最大，共减少了29149h， 夏季日照时数的最多年和最少年相差7354h。

近53 年清镇市季、年日照时数从春季到冬季，各季节均出现不同时次的异常年份。年日照时数异常偏多年份均出现在20世纪60、70 年代及90年代末期。

年平均云量、平均水汽压、降水量、雨日数的变与日照时数的变化呈负相关，平均云量、平均水汽压、降水量、雨日数是影响日照时数变化的可能因素。近53a，清镇市年平均总云量呈减少趋势，分季节看均呈减少趋势，年平均低云量的气候倾向率呈增加趋势，水汽压呈增加的趋势，年降水、年雨日数变化趋势不明显，呈减少趋势。

参考文献

[1]

杜军，边多，胡军，等.西藏近35a 日照时数的变化特征及其影响因素[J].地理科学，2007，62（5）：492-500.

[2] Waston R T，the core writing team.Climate Change 2001：Synthesis Report.A contribution of Working Groups Ⅰ，Ⅱ and Ⅲ to the Third Assessment Report of the IPCC.NEW York： Cambridge University Press，2002，398.

[3] 范晓辉，郝智文，王孟本.山西省50年日照时数时空变化特征研究[J].生态环境学报，2010，19（3）： 605-609.

[4] 丁丽佳，林巧美，等.粤东地区太阳能资源与太阳能利用气候分析[J].气象科技，2008，36（4）：491-494.

[5] 强玉柱，姚延锋，朱恩超，等.天水市日照时数的气候变化特征[J]. 农学学报，2015，5（6）：82-87.

[6] 唐国平，李秀彬. 气候变化对中国农业生产的影响[ J ].地理学报，2000，55 （ 2） ： 129-137.

[7] 魏凤英.现代气候统计诊断预测技术[M ]. 北京：气象出版社，1999. 63-75.

[8] 任国玉，郭军，徐铭志，等.近50年中国地面气候变化基本特征[J].气象学报，2005，63（6）： 942- 952.

[9] 郑小波 ， 罗宇翔， 周成霞，等. 近45年来贵州省日照时数的变化特征[J]. 氣象研究与应用，2007增刊Ⅱ，（28）1673-8411.

[10] 郑奕， 郑小波. 贵阳市近50a来日照变化特征分析[J].贵州气象，2005，1（29）：7-8.

作者简介：

金昭贵（1983-），男，硕士研究生，工程师，研究方向：气候变化、农业气象等。