武汉市江夏区日照时数变化特征及成因分析

陈蕾蕾 吴堃 程菲

摘要：本文用江夏国家基本气象站1970—2017年的48a日照时数资料，对江夏区48a来的日照变化特征进行了分析。结果表明，江夏区的日照时数从20世纪80年代呈现减少趋势，21世纪00年代减少最为显著。四季日照时数变化趋势除春季不显著增多外，其他3季与年日照时数变化相同，呈减少趋势，其中8月减少更为明显。日照时数的减少与降水量的增多、空气质量的下降、云量、观测站环境变化及人为因素均存在一定关系。

关键词：日照时数;变化特征;影响因子

中图分类号：S161文献标识码：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190615064

引言

2018年，中国气象局发布《中国气候变化蓝皮书》，1901—2017年，中国地表年平均气温呈显著上升趋势，近20a是20世纪初以来的最暖时期。1951—2017年，中国地表年平均气温平均每10a升高0.24℃，升温率高于同期全球平均水平。气候系统的综合观测和多项关键指标表明，全球变暖趋势仍在持续。地球大气物理结构及化学结构因气候变化而逐渐改变，使得太阳辐射能量也发生变化。日照时数为太阳在一地实际照射的时数，是反映一地自然光资源气候状况的重要因子之一。据研究表明，近50a长江中下游地区年日照时数普遍显著减少，区域平均减幅为68.2h/10a，多于同期全国平均减幅[1]，恩施州近54a日照时数整体上明显下降，气候倾向率为-34.8h/10a[2]。因此，了解本地日照时数变化特征及影响因子，对合理调整工、农业发展结构等方面有重要意义。

1统计资料及方法

选取江夏国家基本气象站1970—2017年的48a日照时数资料，利用线性气候倾向率，绘制日照时数序列随时间变化的线性趋势图表，分析江夏近48a月、季、年日照时数变化特征。结合本地空气质量、降水量等情况，探究江夏区日照时数减少成因。

2日照时数变化特征

2.1年日照时数变化趋势

江夏1970—2017年，年平均日照时数为1774.4h，最高值（2233.7h），最低值（1373.7h）分别出现在1978年和2003年。日照时数变化趋势图呈下降趨势（-42.5h/10a），48a减少了204h（图1）。其中，20世纪70年代年平均日照时数（1952.9h）较48a年平均日照时数（1774.4h）偏多178.5h，20世纪80年代（1752.9h）偏少21.5h，20世纪90年代（1698.4h）偏少80.0h，21世纪00年代（1686.4h）偏少88.0h，2010—2017年（1783.0h）偏多8.6h。

2.2各季日照时数变化趋势

各季总日照时数从气候上看，分布较为正常。以夏季最多（592.1h），冬季最少（320.9h），春、秋季居中分别为414.8h和446.6h，占年日照时数百分比见图2。

从江夏四季日照时数逐年变化趋势图（图2）得出， 1970—2017年，江夏春（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月）、冬（12—2月）各季日照时数变化趋势除春季略增多外，其他3季与年日照时数变化相同，呈减少趋势。夏秋冬3季日照时数递减率分别为-28.5h/10a，-10.8h/10a，-10.7h/10a，春季日照时数递增率为7.5h/10a，近年四季日照时数变化以夏季时期更为突出。

2.3月日照时数变化

48a期间，各月平均日照时数呈明显的单峰变化曲线，7月日照时数最多，1月日照时数最少。变化范围在99.9～216.1h之间（表1）。其变化曲线特征与江夏本地气候相符，江夏位于亚热带大陆性季风气候区域，7—8月因受副热带高压控制，晴天多，日照时间长;12—次年2月为冬季，日照通常较少。

从48a变化趋势来看，月日照时数与季日照时数变化形势相同，其中，夏季（6—8月）日照时数显著减少，8月减少最多。

3日照时数减少成因分析

3.1日照时数与降水量的关系

选用江夏1970—2017年夏季的日照时数与降水量绘制图3，图中实线为日照时数变化曲线，虚线为降水量变化曲线，从图4中看出，降水量多时，日照时数也相应的减少，48a夏季降水量呈明显的上升趋势（46.7mm/10a），特别是21世纪00年代后，与夏季显著的日照时数减少趋势呈相关关系，因此，降水量的变化是日照时数减少的原因之一。

江夏20世纪70年代日照时数偏多，80年代至21世纪00年代则逐年递减，00年代达到减少量峰值，10年代后日照时数趋于正常偏多。80年代我国正处于刚刚改革开放时期，大量工业、制造业的兴起使得空气质量开始下降，到21世纪00年代，工厂遍布全国，经济形势一片大好的情况下空气污染物排放量也达到巅峰。2005年8月时任浙江省委书记的习近平同志在浙江湖州安吉考察时提出了“绿水青山就是金山银山”的科学论断。2017年，总书记在十九大报告中继续强调了，坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策。随着财政在环保方面的投入以及人们环保意识的增强AQI 指数下降，空气质量得到了改善。在10年代后，江夏日照时数也呈现增长趋势。说明了日照时数的减少与空气质量状况的变差有关，随着城市现代化进程加快，经济迅速发展，空气中污染物增多，使得日照时数也相应减少，因此，空气质量状况的好坏影响着日照时数的增减。

3.3影响日照时数的其他因素

除降水量和空气质量的影响外，日照时数还与云量的多少、观测场环境的改变等因素有关。48a间，江夏国家基本气象站经历了迁站，业务人员变换，在人工操作、药水的使用及其质量改变、日照纸的涂抹等各方面均对日照记录有着不可低估的影响。随着自动日照计的投入使用，也将极大地避免人为因素的干扰。

4结论

通过分析江夏近48a月、季、年日照时数变化特征，年日照时数变化趋势图呈下降趋势（-42.5h/10a），其中春季不显著增多外，其他三季呈减少趋势，8月减少最多。

随着全球气候的改变，引起大气环流的异常，年降水量显著增多，导致日照时数减少。

20世纪80年代初期，由于城市工业化的不断发展，大气污染物增多，致使大气浑浊度增大，影响了太阳的直接辐射。同时，由于大气污染加剧，气溶胶增多，使成云、成雾可能性增大，也一定程度上使得日照时数减少。

除自然因素外，观测场环境、日常操作等人为因素也影响着日照时数的变化。

参考文献

[1] 张立波，娄伟平.近50年长江中下游地区日照时数的时空特征及其影响因素[J].长江流域资源与环境，2013，22（5）：595-601.

[2] 王慧.近54年湖北恩施州日照时数变化特征[J].科技资讯，2013（2）：145-147.

[3] 李芬，黄超智.武汉市当前环境空气质量状况与趋势[J].消防界（电子版），2017（6）：78.

作者简介：陈蕾蕾（1993-），女，助理工程师，研究方向：地面气象观测方面。