1971—2020年华安县日照时数变化特征分析

张建华 林诗诗 李奇松

摘要 根据华安国家气象观测站1971—2020年日照时数资料，采用线性倾向估计法、积距平法及山本法，分析华安县这50 a日照时数变化特征。结果表明：华安县这50 a日照时数总体呈下降趋势，气候倾向率-22.9 h/10 a，夏秋冬季呈下降趋势，冬季趋于缓慢上升;秋季变化振幅最大，冬季最小;月平均日照时数呈单峰型分布，7月最多213.8 h，2月最少95.4 h;1980年出现强突变，1991年出现突变。

关键词 日照时数;变化特征;突变检验

中图分类号：P459 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）03–0090–02

气候变化会引起大气物理及化学结构发生变化，进而影响太阳辐射能量变化， 探讨气候变化对日照时数影响具有重要意义[1]。日照时数是反映太阳辐射时间长短的气候指标，可表征气候变化， 而气候变化是全球变化研究的核心问题和重要内容[2]。通过对华安县日照时数单因子进行分析， 找出年际、季度、月等不同时间尺度气候的变化特征， 通过对异常年份的分析， 为华安县农业生产充分利用日照条件提供技术支撑。

1 研究区域及资料

华安县位于福建省南部，漳州市西北端，是闽南地区地势较高县，地处南亚热带和中亚热带过渡地带，年平均气温20.8℃，年均降水1 649.7 mm，全年日照1 721.3 h，温和多雨，无霜期达329 d。采用华安县国家气象观测站1971—2020年逐月日照时数资料，按照气候学上四季划分标准：3—5月为春季， 6—8月为夏季，9—11为月秋季，12—2月为冬季，对观测资料求和得到四季和年数据资料。

2 分析方法

（1）线性倾向估计法。利用一元线性回归方程表示气温变化趋势，即y=ax+b，a为回归系数，b为回归常数;回归系数a的符号表示变量y趋势倾向，a>0，说明y呈上升趋势;a<0，说明y呈下降趨势。a值反映上升或下降速率，即表示上升或下降倾向度。

（2）Yamamoto（山本法）。从气候信息与气候噪声两部分讨论突变问题。对观测时间序列x，人为主观设置某一时刻为基准点，在基准点前后样本量分别为n1和n2两段子序列x1和x2，其均值分别为X 1和X 2，通过两序列均值和标准差s1与s2定义信噪比：

若RSN=1.0，则相当于t统计量的计算值大于取信度为0.01时的查表值tα，即|t计|>tα，说明基准点前后两段子序列n1和n2均值X 1和X 2存在显著性差异，认为在该基准点发生突变。若RSN>2.0，相当于|t计|>6.324，超过信度α=0.0001显著性水平，可认为在基准点出现强突变。

（3）累积距平是一种由曲线直观判断变化趋势的常用方法。累积距平曲线呈上升趋势，表示距平值增加，呈下降趋势则表示距平值减小。从曲线明显上下起伏，可判断其长期显著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。

3 结果分析

3.1 年日照时数年际变化特征

1971—2020年华安县50 a平均日照时数1 759.7 h，近50 a日照时数整体呈明显下降趋势，气候倾向率为-22.9 h/10 a（图1）。50 a来日照时数最多值在1971年为2 224.7 h，最少值在1983年，1 411.4 h，最多值与最小值差813.3 h。

3.2 日照时数累积距平分析

分析华安县1971—2020年日照时数累积距平，50 a日照时数累计距平整体上为正值，其变化经历四次明显的波动异常。从整体看，年日照时数在1971—1980年呈波动上升趋势，1981—1990年则趋于下降，之后1991—2004年为波动上升阶段，2005—2016年总体呈波动下降阶段，2017—2020年呈上升阶段。

3.3 日照时数月分布特征

1971—2020年华安县各月平均日照时数为90～220 h，平均日照时数146.6 h，月平均日照时数变化呈单峰型分布。日照时数2—5月逐渐增多，7月达到全年日照时数峰值，之后开始逐渐减少。1—6月平均日照时数较低，为90～150 h，其中，2月为一年中最低，仅95.4 h，比平均日照时数少51.0 h;7—12月平均日照时数为150～220 h，其中7月达到一年中最高值，为213.8 h，较平均值多67.4 h。

根据华安县50 a各月日照时数，3、5、9、10月这4个月呈上升趋势，以5月增幅最大，气候倾向率为1.49 h/10 a;其余月份呈下降趋势，12月下降趋势最明显，气候倾向率-6.25 h/10 a，通过0.1显著性检验;4月减少最不明显，气候倾向率为-0.04 h/10 a。

3.4 季日照变化特征

近50 a华安县夏、秋、冬季日照时数与年日照时数呈现相同的减少趋势，春季日照时数则呈小幅度增加趋势，春、夏、秋、冬各季气候倾向率分别为0.9、-33.1、-14.9、-15.8 h/10 a，以夏季日照时数减少最快。华安县秋季日照时数变化振幅最高，其中，最多年份在2019年为702.3 h，最少年份为2016年为336.4 h;春夏季次之，分别为358.6、346.1 h;冬季最小为259.6 h。

3.5 日照时数突变分析

山本法Fortran程序计算出信噪比Rsn，其中，n=50、IH=5、nyear=1971。1981、1990、1991及1996年4 a信噪比超过0.01显著性水平，信噪比值为1.07、1.67、1.99和1.25，1980年信噪比超过0.001显著性水平为2.42（图2）。结合累积距平分析，说明华安县1971—2020年日照时数在1980年出现强突变，1991年出现突变。

4 结论

（1）1971—2020年华安县平均日照时数1 759.7 h，整体呈下降趋势，下降速率22.9 h/10 a。夏秋冬季日照时数呈下降趋势，以夏季降幅最大，平均以33.1 h/10 a速率减少，其次是秋冬季，而春季则呈缓慢上升趋势。

（2）1971—2020年华安县各月平均日照时数146.6 h，近50 a月平均日照时数呈单峰型分布。日照时数从2月最低值（95.4 h）到6月逐渐增多，7月达全年日照时数峰值，为213.8 h，之后开始逐渐减少;除3、5、9、10月这4个月呈上升趋势外，其余月份呈下降趋势，12月日照时数下降趋势最明显，气候倾向率-6.25 h/10 a，通过0.1显著性检验，4月减少最不明显，气候倾向率为-0.04 h/10 a。

（3）1971—2020年间，华安县日照时数在1980年存在强突变，1991年出现突变。

参考文献

[1] 刘闯，祝奎，邵兵，等.桓仁地区近56年来日照变化特征分析[J].安徽农业科学，2011，39（4）：2025-2027，2058.

[2] 董飞，杨佳，吴福杰，等.熊岳地区日照时数变化趋势分析[J].辽宁农业职业技术学院学报， 2013，15（1）：33-35，38.

责任编辑：黄艳飞