近59年河池市宜州区日照变化特征分析

廖家旺 韦瑞霞

摘 要：利用广西河池宜州国家气象观测站1962—2020年日照观测资料，采用线性趋势、滑动平均、累积距平及Mann-Kendall检验法等方法，分析宜州区日照时数年际变化、季节变化、月变化及突变分析。结果表明，宜州区日照时数随年份变化有显著下降趋势，下降倾向率为-72.3 h/10 a，峰值和谷值相差697.2 h，在1980年发生了由多到少的突变;日照时数还存在明显的季节差异，夏、秋季变化较大，春、冬次之;月日照时数呈单峰型，8月日照时数最多，为204.7 h，2月最少，为53.4 h，两者相差151.3 h。

关键词：日照变化特征;线性趋势;滑动平均;累积距平;Mann-Kendall检验法

中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）34-0-03

Characteristics Aualysis of Sunshine Change in Yizhou District， Hechi in Recent 59 Years

LIAO Jiawang WEI Ruixia

（Yizhou District Meteorological Bureau， Hechi Guangxi 546300）

Abstract： Using the sunshine observation data from 1962—2020 of Yizhou National Meteorological Station， Guangxi， the interannual， seasonal， monthly and abrupt changes of sunshine duration in Yizhou district were analyzed by means of linear trend， moving average， cumulative anomaly and Mann-Kendall test. The results showed that there was a decreasing trend in sunshine hours in Yizhou district， with a decreasing tendency rate of-72.3 h/10 a， and a large variation range， with a difference of 697.2 h between peak and trough， and a sudden change from more to less in 1980， and a significant seasonal difference in sunshine hours， in summer， autumn， Spring and winter， and in August， the sunshine duration was 204.7 h and 53.4 h， respectively， with a difference of 151.3 h.

Keywords： sunshine variability;linear trend;moving average;cumulative anomaly;Mann-Kendall test

日照是氣候变化的重要因素。日照时数的变化影响着当地的气候变化、能源开发与利用、农业生产以及人类活动等[1]。研究日照时数分布规律及其变化趋势，对合理利用当地资源、调整农业生产布局等具有较大参考价值和意义[2-3]。宜州区位于广西壮族自治区中部偏西，龙江中游，是大西南出海通道的“咽喉要地”，属亚热带季风气候区。在气候变暖的背景下，宜州区日照时数也发生了相应变化，与广西整体保持一致，日照时数呈减少趋势，但各地减少幅度存在一定差异[4-5]。为研究宜州区日照时数变化，笔者采用宜州国家气象观测站1962—2020年日照时数资料，利用线性趋势、滑动平均、累积距平和Mann-Kendall突变等统计方法，对日照时数年际、季节、月份变化进行分析，以期为日常生活及农业生产提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取宜州国家气象观测站1962—2020年日照时数观测资料，季节划分为春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—10月）、冬季（12月至次年2月），分别计算出月、季、年平均日照时数。

1.2 研究方法

1.2.1 线性倾向估计方法。利用直线回归方法对原时间序列进行拟合，揭示其变化趋势并进行显著性检验。

1.2.2 累积距平检验法。采用累积距平检验法判断日照时数阶段性变化，由曲线明显的上下起伏直观判断其长期显著的演变趋势及持续性变化，甚至可诊断出发生突变的大致时间。

1.2.3 滑动平均序列曲线法。利用滑动平均序列曲线图诊断其变化趋势，看其演变趋势是上升还是下降。

1.2.4 Mann-Kendall检验法。Mann-Kendall是一种非参数检验方法，若统计量UF或UB的值大于0，表明序列呈上升趋势，小于0则表明序列呈下降趋势。当它们超过临界直线时，表明上升或下降趋势显著。如果UF和UB两条曲线出现交点，且交点在临界线之间，交点对应的时刻即为突变开始的时间。

2 日照时数变化特征

2.1 年际变化

从1962—2020年宜州区年日照时数线性趋势（见图1）可以看出，宜州区年平均日照时数为1 496.9 h，年际变化幅度大，其中最多出现在1962年，为1 849.7 h，最少是2012年，为1 152.5 h，最多年与最少年相差697.2 h。1962—1980年宜州区年日照时数偏多，年日照时数均大于多年平均值。从20世纪80年代以来，日照时数明显偏少。除1983年、1987年、1999年、2000年、2003年、2004年、2007年、2010年、2016年这9个年份日照时数高于多年平均值，其余年份均低于多年平均值。宜州区日照时数呈显著减少的趋势，变化倾向率为-7.23 h/10 a，59年减少426.6 h。经检验，相关系数|r|=-0.678 3，表明其减少趋势在α=0.01显著性水平显著。据分析，日照时数的明显下降可能与天气状况和大气污染有关。通过5年滑动曲线分析，年日照时数从1962年开始波动下降，1993年降至低点后变化平缓，处于偏少日照时数阶段，并持续至今。此外，它从1981年开始大致在年平均值以下波动，但未出现明显上升或下降趋势。

2.2 季节变化

对1962—2020年宜州区日照时数进行线性趋势分析，宜州区各季节日照时数变化存在明显差异，各季日照时数均呈明显减少趋势，减幅从大到小为夏季、秋季、冬季和春季，其趋势系数分别为-2.68 h/10 a、-2.13 h/10 a、-1.32 h/10 a和-1.08 h/10 a，相关系数分别为0.564、0.460、0.331和0.330，其中夏季、秋季、冬季均通过α=0.01的显著性检验，春季通过α=0.05的显著性检验。此外，夏季对宜州区日照时数的减少贡献最大，春季贡献最少。宜州区4个季节平均日照时数以夏季最多为542.8 h，约占全年总量的36.3%，冬季最少为220.2 h，约占全年总量的14.7%。

2.3 月变化

对1962—2020年宜州区各月平均日照时数统计（见图2）可知：宜州区月日照时数变化呈单峰型，日照时数平均124.7 h，8月日照时数最多，为204.7 h，2月最少，为53.4 h，

两者相差151.3 h;5月平均日照时数较4月增加43.7 h，增幅为51.7%，在全年中增幅最明显;10月平均日照时数较9月减少37.5 h，降幅为24.9%，在全年中降幅最明显;2月和3月日照时数变化最小，相差仅为5.5 h。月日照时数最大值出现在1978年7月，为327.2 h，最小值出现在2012年2月，为2.6 h。

2.4 突变分析

年日照时数累积距平（见图3），1962—1980年为正距平，呈增加趋势;1981—2020年累积距平为负距平，呈减少趋势。分析表明，年日照时数历经1962—1980年偏多期和1981—2020年偏少期。

利用Mann-Kendall检验法对1962—2020年宜州区日照时数序列进行突变分析（见图4），给定显著性水平α=0.05，临界值u0.05=±1.96。分析UF曲线，自1981年来年日照时数下降趋势显著，在显著性水平0.05的临界线之间，1980年UF和UB曲线出现一个交点，说明年日照时数在1980年出现从多到少的突变，突变前后相差196.8 h，其中1980年以前在平均值以上范围内下降，1980年以后则在平均值以下范围内下降。基于年日照时数序列数据计算得到，1962—1980年，年平均日照时数为1 703.6 h，比年平均值偏多13.8%;1981—2020年，年平均日照时数为1 398.8 h，比年平均值偏少6.6%。由图4中UF曲线看出，1962—2020年UF值小于0，表明59年间呈下降趋势，从1981年开始UF值小于-1.96，1981—2020年宜州区日照时数下降趋势明显。

3 结论

①宜州区年日照时数总体呈下降趋势，下降倾向率為-72.3 h/10 a，年平均日照时数为1 496.9 h，年际变化幅度大，最多在1962年，为1 849.7 h，最少为2012年，是

1 152.5 h，最多年与最少年相差697.2 h。从Mann-Kendall检验看，年日照时数在1980年发生由多到少的突变，突变前后年日照时数相差196.8 h。

②宜州区各季节日照时数减少趋势显著且变化存在明显差异，夏季对宜州区日照时数的减少贡献最大，春季贡献最少。平均日照时数以夏季542.8 h和秋季462.2 h较多，春季271.8 h和冬季220.2 h较少。

③宜州区月日照时数变化呈单峰型，日照时数平均值为124.7 h，8月份日照时数最多，为204.7 h，2月最少，为53.4 h，两者相差151.3 h。5月平均日照时数较4月增加43.7 h，增幅为51.7%，在全年中增幅最明显;10月平均日照时数较9月减少37.5 h，降幅为24.9%，在全年中降幅最明显。

参考文献：

[1]韦佩琼，叶小丽.罗城县近52年日照时数变化特征[J].现代农业科技，2011（16）：18-25.

[2]杨品兴，李祖敏.浦北县近41年日照时数变化特征[J].现代农业科技，2012（16）：269-271.

[3]李祖敏，陈健，林雪香.近50年贵港日照时数变化特征及影响因子分析[J].农业研究与应用，2014（3）：52-59.

[4]叶瑜，苏永秀，李政，等.近50年广西日照时数时空变化特征分析[J].中国农学通报，2013（14）：196-201.

[5]黄肖寒，毛宜川，莫惠晴.近50 a河池市日照时数空间变化特征分析[J].气象研究与应用，2018（2）：7-9.