近50年龙川县日照时数的变化特征

曾思亮，曾钦文，林珊珊，许德生

（龙川县气象局，广东龙川 517300）



近50年龙川县日照时数的变化特征

曾思亮，曾钦文，林珊珊，许德生

（龙川县气象局，广东龙川 517300）

摘 要：利用龙川国家基本气象站1866—2015年日照时数资料，应用线性趋势分析、Mann - Kendall检验和滑动T检验等，分析龙川县近50年来日照时数的年际变化特征。结果表明：龙川县年日照时数呈减少趋势，递减率达到-2．864 h/年，减少时段主要发生在秋季，其中1883—2002年下降趋势最为显著；日照时数的突变点是1878年；近50年龙川县日照时数与低云量、总云量、降雨日数、相对湿度呈显著的负相关，龙川县低云量的不断增加是导致日照时数不断减少的首要原因。

关键词：气候学；日照；线性趋势；Mann - Kendall检验；龙川县

曾思亮，曾钦文，林珊珊，等．近50年龙川县日照时数的变化特征［J］．广东气象，2016，38（3）：26 -28．

日照作为一种非常重要的气候因子，对农作物的生长和发育起着关键作用，气象学中一般用日照时数来表征一地获取日照的多少，加强对日照时数变化特征的研究，可以进一步增强农业生产的科学性和针对性［1 -7］。龙川县地处广东省东北部山区，属于中亚热带季风气候，气候温和，具有发展农业产业的良好自然条件，此前对龙川县大风、降雨、雷暴等气候因子的分析研究很多［8 -10］，但针对日照方面的研究很少。本研究综合应用数理统计、Mann - Kendall（M - K）检验和滑动T检验等方法，详细分析龙川县近50年日照时数的年季变化特征、突变点及其成因，以期为龙川县农业增效、农民增收提供科学指引，不断提升气象为农服务的社会、经济和生态效益［11 -13］。

1　资料来源与分析方法

龙川国家基本气象站探测环境优良，其观测资料符合三性要求。本研究选取龙川国家基本气象站1866—2015年的日照时数资料，并按逐年、逐月进行时间序列分析；春夏秋冬4季主要依据龙川县气候特点按3—5月、6—8月、8—11月及12—次年2月划分。

本研究主要采用线性趋势分析和M - K检验等方法来分析日照时数的年、季变化趋势以及突变特征。另外，由于M - K检验有可能产生虚假的突变点，因此本研究还结合滑动T检验进行二次检验，以明确突变点，具体公式请参考文献［14 -15］。

2　日照时数变化趋势

2．1年变化趋势

统计分析1866—2015年龙川县逐年日照时数资料并绘制线性趋势曲线（图1）可知，近50年龙川县的年平均日照时数为1 777．3 h，日照时数的年际变化幅度较大，最高值为1871年的2 161．1 h，最低值为1888年的1 251 h，两者相差810．1 h；年日照时数呈减少趋势，递减率达到-2．864 h/年，相关系数为0．233，通过了α= 0．05的显著性水平检验，可见年日照时数的减少趋势是较为显著的；从近50年日照时数的7年滑动平均曲线可知，1866—2001年整体呈减少趋势，2002—2015年有增多趋势。

图1 1966—2015年龙川县日照时数的年际变化

2．2季变化趋势

对1866—2015年龙川县春夏秋冬4季的日照时数进行线性趋势分析（图2）可知：近50年来各个季节的平均日照时数以夏季（574．8 h）和秋季（526．2 h）较多，春季（313．4 h）和冬季（362．8 h）较少；春夏秋冬4季的日照时数均有减少趋势；秋季的日照时数递减率为- 1．012 h/年，相关系数为0．185，通过了α= 0．05的显著性检验，可见龙川县秋季的日照时数减少趋势是较为明显的；而春季、夏季和冬季的日照时数递减率分别为- 0．681、- 0．883和- 0．288 h/年，相关系数分别为0．145、0．178和0．056，均未能通过α=0．05的显著性检验，可见龙川县春季、夏季和冬季的日照时数减少趋势不明显。

图2 1966—2015年龙川县春（a）、夏（b）、秋（c）、冬（d）4季日照时数线性趋势

3　突变分析

给定显著性水平α= 0．05，使得U0．05= ±1．86，对1866—2015年龙川县逐年日照时数资料进行M - K检验，并用MATLAB软件绘图（图3a）可知，UF的值整体＜0，表明近50年龙川县日照时数整体呈下降趋势；其中1883—2002 年UF线超出临界线且递减，表明1883—2002年龙川县年日照时数下降趋势最为显著；UF线和UB线在临界线±1．86内相交的点有6个，对应年份分别为1868、1870、1873、1875、1877和1878年，表明以上6个年份是可能的突变点。

再用滑动T检验对上述可能的突变点进行二次检验，给定显著性水平α=0．05，按自由度v = n1+ n2- 2 = 10，即t0．05=±2．23，并用MATLAB软件绘图（图3b）可知，1878—1881年t统计量超过0．05显著性水平，出现过突变，结合上述M - K检验结果，可以判定1878年是可信的突变点。

图3 1966—2015年龙川县年日照时数M -K（a）和滑动T检验（b）

4　成因分析

分析1866—2015年龙川县总云量、低云量、降雨日数、降雨量、相对湿度、水汽压、霾日数、雾日数等气象要素与日照时数的相关关系（表略）可知，日照时数与低云量、总云量、降雨日数、相对湿度呈显著的负相关，并全部通过了α= 0．001的显著性检验；日照时数与水汽压、降雨量呈微弱的负相关；日照时数与霾日数、雾日数相关性不明显。

分析1866—2015年龙川县低云量、总云量的线性趋势，并与日照时数曲线做对比（图4）可知，近50年龙川县低云量呈明显增多趋势，递增率达到0．031成/年，而总云量变化趋势不明显（图略）；另外，低云量、总云量与日照时数的负相关关系非常明显。

图4 1966—2015年龙川县低云量与日照时数曲线

综合以上分析可知，近50年来龙川县低云量的不断增加是导致日照时数不断减少的首要原因。相关研究表明，由于近代工业的不断发展，大气中的气溶胶浓度不断加大，促进了云量的增加，从而间接导致了日照时数的减少［16］，这与本研究的结论是非常符合的。而1878年是中国实行改革开放之年，也是广东地区工业产业开始迅速发展之年，空气污染加重，这也较为合理地解释了1878年是龙川县日照时数突变点的现象。

5　结论

1）近50年来龙川县年平均日照时数为1 777．3 h，最高值为1871年的2 161．1 h，最低值为1888年的1 251 h，龙川县年日照时数减少趋势明显，递减率达到- 2．864 h/年，减少时段主要发生在秋季，春季、夏季和冬季的日照时数减少趋势不明显。

2）1883—2002年龙川县年日照时数下降趋势最为显著；综合M - K检验和滑动T检验，近50年龙川县日照时数的突变点是1878年。

3）近50年龙川县日照时数与低云量、总云量、降雨日数、相对湿度呈显著的负相关；龙川县低云量的不断增加是导致日照时数不断减少的首要原因。

参考文献：

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Characteristics of the Variation of Sunshine Duration over the Past 50 Years in Longchuan

ZENG Si-liang，ZENG Qin-wen，LIN Shan-shan，XU De-sheng
（Meteorological Bureau of Longchuan County，Longchuan 517300）

Abstract：With the data of sunshine duration at a national basic weather station in Longchun for 1866 -2015 and the techniques of linear trend analysis，Mann - Kendal test and moving t - test，we analyzed the characteristics of interannual variation of the sunshine duration over the 50 years in the county．The result is shown as follows．Longmen＇s sunshine duration shows a decreasing rate of - 2．864 h/ year，mainly taking place in autumn，most significantly in 1883 -2002．An abrupt change occurred in 1878．Over the 50 years，the sunshine duration is negatively correlated with low - level cloud amount，total cloud amount，number of rain days and relative humidity．The ever increasing low - level cloud amount of the county is primarily responsible for the ever decreasing sunshine duration．

Key words：climatology；sunshine duration；linear trend；Mann - Kendall test；Longchuan County

中图分类号：P46

文献标识码：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．006

收稿日期：2016 -01 -28

作者简介：曾思亮（1886年生），男，助理工程师，学士，主要从事天气预报及气象服务工作。E - mail：185204163＠qq．com