近51年阿图什市日照变化特征及其影响因子

2014-06-18热孜瓦古孜比布拉阿依谢姆古丽孜比布拉阿吉买买提吐尔逊

陕西气象 2014年4期

关键词：云量日照时数年际

热孜瓦古·孜比布拉，阿依谢姆古丽·孜比布拉，阿吉买买提·吐尔逊

（1.泽普县气象局，新疆泽普 844800；2.克州气象局，新疆阿图什 845350）

近51年阿图什市日照变化特征及其影响因子

热孜瓦古·孜比布拉1，阿依谢姆古丽·孜比布拉2，阿吉买买提·吐尔逊2

（1.泽普县气象局，新疆泽普 844800；2.克州气象局，新疆阿图什 845350）

利用新疆阿图什市1961—2011年日照、总云量、降水量等气象观测资料，采用气候趋势分析、小波分析等方法，分析阿图什市日照时数的变化特征，结果表明：阿图什市年日照时数总体上呈减少趋势，气候倾向率为每10年减少14.9h，其中冬季减少趋势最为显著，春、夏、秋季变化趋势不显著。目前，年际尺度上处于日照偏少期。阿图什市年平均总云量呈增加趋势。日照时数的减少与降水量的增加有一定关系。

日照时数；变化特征；影响因子；阿图什

阿图什市位于新疆西南部，天山南麓，塔里木盆地西缘。处于西南天山与塔里木盆地的连接部位，北部山区为西南天山的西坡，地势由北向南倾斜，南部平原为塔里木盆地的西北边缘，地势平坦，海拔高度为1 200～1 300m，属于暖温带大陆性气候，热量丰富，昼夜温差大，气候干燥，光能资源丰富，日照长，水分蒸发量大。

近年来，环境与气候的变化受到越来越多的关注。太阳辐射是地球上一切能量的主要来源，也是地表辐射平衡和热量平衡的主要组成部分。它的变化对大气热力状况、生物生长以及人类活动等都具有显著的影响，太阳辐射变化的最直接反映是日照时数的变化。由于日照受诸多要素的影响，不同地区日照的变化特征具有明显差异。郭军等［1］对天津地区1961—2003年日照时数分析发现，近40年天津地区日照时数呈明显的下降趋势。杜军等［2－3］分析西藏拉萨近50年日照时数的变化趋势，认为拉萨年、季日照时数都存在不同程度的减少趋势。王钊［4］分析了近60年西安日照时数的变化。王华［5］、王晓梅［6］、任泉［7］、阿布都克日木等［8］分别分析了阿克苏、达坂城、乌鲁木齐及喀什等地日照时数的变化，发现阿克苏和达坂城日照呈增多趋势，乌鲁木齐和喀什地区日照时数呈减少趋势。而针对阿图什地区的日照时数方面的研究尚未开展。本文运用气候诊断分析方法，对阿图什市近半个世纪日照时数的年际和年代变化等进行分析，揭示其气候变化的事实，给出日照时数变化特征，从而为太阳能资源评估利用提供支撑。

1 资料和方法

选取阿图什市气象站1961—2011年逐月日照时数、降水量及总云量等气象观测资料，按12月至翌年2月为冬季，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季生成气象要素的逐季和年序列。使用的方法有气候趋势分析和小波变换方法，气候趋势分析采用线性倾向分析和滑动平均趋势分析［9－12］。

2 结果与讨论

2.1 日照时数的变化特征

阿图什市多年平均日照时数为2 736h。图1是1961—2011年日照时数变化趋势，从图可看出，阿图什市年日照时数呈明显下降趋势，即气候倾向率为平均每10a减少14.9h（通过0.05的显著性检验），最高值出现在1963年，3 045 h，最低值出现在1962年，为2 502h。

图1 1961—2011年阿图什市日照时数的年际变化

从表1可以看出，7月日照时数平均值最长，为310h，2月平均日照时数最少，为157h。

表1 1961—2011年阿图什市各月平均日照时数h

从日照时数的季节变化来看（图2），冬季平均日照时数为474h，呈减少趋势，线性趋势为每10年减少13.1h（通过0.01的显著性检验），春、夏、秋季平均日照时数分别为663h、897h、702h，春季呈增多趋势，夏季和秋季呈减少趋势，但是春季、夏季、秋季变化趋势均不显著，都没通过显著性检验。从5a滑动平均趋势来看，目前春季和夏季日照时数处于振荡偏多期，秋季和冬季处于偏少期。

图2 1961—2011年阿图什市日照时数的季节变化

按年代际变化来看，除了20世纪70、80年代为正距平以外，其余均为负距平，其中70年代日照最为充足。冬季80年代及2001年（含2011年数据）后为负距平，其余为正距平；春季除80年代及2001年后为正距平外，其余为负距平；夏季除了80、90年代为正距平以外，其余均为负距平；秋季除了70、80年代为正距平以外，其余均为负距平。夏季日照时数最多，冬季最少（表2）。

2.2 日照时数变化的周期分析

图3是1961—2011年阿图什市日照时数的的Morlet小波变换系数图。正值对应日照偏多期，负值对应日照偏少期，小波系数为零对应着突变点；小波系数绝对值越大，该时间尺度变化越显著。可以看出阿图什市日照时数的变化年际尺度上为准6a的周期，年代际尺度上1985年起准10a的周期逐渐伸展到12a，年际尺度上日照正处于偏少期，年代际尺度上处于偏多期。

表2 1961—2011年阿图什市日照时数年代际距平及多年平均值 h

图3 1961—2011年阿图什市日照时数的小波分析

2.3 日照时数的影响因子

日照时数的变化与许多因子有关。云量是决定日照时数变化的重要因子之一。通过对阿图什市1961—2011年平均总云量的气候倾向率分析（图4），近51年以来阿图什市平均总云量表现为增加的趋势，倾向率为每10a增加0.1成（通过0.01的显著性检验水平）。通常云量增加，日照时数减少。近50年来，阿图什市日照时数与总云量呈负相关关系，相关系数为－0.56，通过0.01显著性检验，实际上，云量呈增加趋势，日照时数呈减少趋势。因此，说明日照时数的减少跟总云量有一定的关系。

降水量也是影响日照时数的重要因子之一。通过阿图什市1961—2011年降水量的变化趋势来看（图5），近51年来，阿图什市年降水量呈明显的增多趋势，倾向率为每10a增加10mm。降水量与日照时数呈显著的负相关关系，相关系数为－0.288，通过0.05的显著性检验。因此，日照时数的减少与年降水量的增加有一定关系。

图4 1961—2011年阿图什市平均总云量的年际变化

图5 1961—2011年阿图什市年降水量的年际变化

3 结论

通过对1961—2011年阿图什市日照时数的时空变化特征及其主要影响因子的分析，得出如下结论。

（1）阿图什市年平均日照时数为2 736h，季平均日照时数春、夏、秋、冬季分别为663 h、897h、702h及474h。7月平均日照时数最多，为310h，2月平均日照时数最少。

（2）1961—2011年，阿图什市日照时数呈明显减少的趋势，倾向率为平均每10a减少14.9h，其中冬季、夏季、秋季呈减少趋势，但夏、秋季减少趋势变化不显著，春季呈日照时数增多趋势。从年代际变化来看，除了20世纪70、80年代为正距平以外，其余均为负距平，其中70年代日照最为充足。目前年际尺度上日照正处于偏少期，年代际尺度上处于日照偏多期。

（3）近51年阿图什市总云量和年降水量为增多趋势，日照时数与总云量和年降水量均呈显著负相关，降水量的增多对日照时数减少影响显著。

［1］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，2006，34（4）：415－420.

［2］杜军 .近50年拉萨日照时数的变化特征［J］.气象科技，2007，35 （6）：818－822.

［3］杜军，边多.西藏近35年日照时数的变化特征及其影响因素［J］.地理学报，2007，62 （5）：492－500.

［4］王钊，彭艳，白爱娟，等 .近60年西安日照时数的变化特征及其影响因子分析［J］.高原气象，2012，31 （1）：185－192.

［5］王华，牛清明 .阿克苏市日照时数的突变检测分析［J］.新疆气象，2002，25 （3）：14－15.

［6］王晓梅，田惠平，刘卫平 .乌鲁木齐市1955—

2007年日照特征变化分析［J］.沙漠与绿洲气象，2008，2 （5）：38－40.

［7］任泉，蔡新婷，马文惠，等 .达坂城1959—2008年日照特征变化分析［J］.沙漠与绿洲气象，2010，4 （6）：38－41.

［8］阿布都克日木·阿巴司 .喀什市1952—2006年日照时数时间特征变化［J］.沙漠与绿洲气象，2008，2 （3）.

［9］张凌云 .佳县近41年气候特征及变化分析［J］.陕西气象，2011 （1）：38－40.

［10］黄肖寒，杨睿，贺春江 .近54年罗城日照变化特征及其影响因子分析［J］.陕西气象，2014（1）：13－17.