祁连山地区日照时数气候变化特征

李全平 高君元 朱宝文

摘要 利用祁连山中部腹地门源、祁连、托勒、野牛沟4站1961—2013年逐月日照时数，采用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall检验等方法，分析近53年祁连山地区日照时数变化特征及影响因子。结果表明，53年来祁连山地区年日照时数呈减少趋势，减少幅度为14.35 h/10 a，最高值与最低值的差值为316.8 h。20世纪70年代末—90年代初期为日照时数偏多的年份， 21世纪以来年日照时数偏少。5月份年内日照时间最长，2月份年内日照时间最短。光照时间的长短受海拔、纬度及太阳高度角的影响最大。连阴雨天气对日照时数影响最为明显。

关键词 日照时数；变化特征；祁连山地区

中图分类号 S161.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）01-0178-03

Climate Change Characteristics of Sunshine Hours in Qilian Mountains Area

LI Quanping1， GAO Junyuan1， ZHU Baowen2

（1. Haiyan County Meteorological Bureau， Haiyan， Qinghai 812200；2. Xining Meteorological Station， Xining， Qinghai 810003）

Abstract By using monthly sunshine hours of Menyuan， Qilian， Tuole， Yeniugou in central hinterland of Qianlian Mountains area during 1961-2013， adopting methods of linear tendency estimation， moving average， MannKendall test， the variation features of sunshine hours and influential factors were analyzed. The sunshine hours of 53 years in Qilian Mountains area showed a decreasing trend with an amplitude of 14.35 h/10 a， the difference between the highest and lowest value was 316.8 h. From the end of 1970s to the early 1990s， sunshine hours in Qilian Mountains area was more than that of 21st Century. May was the longest month in sunshine hours during the year while Feb. was the shortest. The duration of illumination is influenced significantly by altitude， latitude and solar altitude. The effect of continuous rainy weather on sunshine hours is the most obvious.

Key words Sunshine hours；Variation features；Qilian Mountains area

日照及太陽能是自然界获取能源的最主要方式，是影响气候变化的一个重要因素，对各地天气和气候的形成具有决定性作用。近年来，随着气候的变暖、城市的发展和人为污染物排放的加剧，各地日照时间的长短发生了巨大的变化。国内外学者分别从日照时数减少因子[1-3]、日照时数变化特征[4-7]、太阳能资源空间分布[8-12]、太阳能资源评估[13-16]等方面对各地的日照及太阳能资源的变化情况进行了分析，结果发现，太阳能的高值中心和低值中心均处于22°～35°N，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心，太阳年辐射总量西部地区高于东部地区；日照时数的区域性下降不是气溶胶的间接效应引起的，很可能是地形和盛行风向的共同作用所致，与14：00总云量增多以及雾、轻雾日数增多有关。这些研究都是从大尺度角度对日照时数的变化及分布进行的，但有关西北部偏远地区尤其是对祁连山地区日照及太阳能的研究鲜见报道。笔者选取祁连山中部腹地门源、祁连、托勒、野牛沟4站1961—2013年日照资料，分析近53年祁连山地区日照时数变化特征，以期为该地区太阳能资源的评估、开发利用提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

祁连山地区地处青海省东北部与甘肃省西部之间（94°10′～103°04′E、35°50′～39°19′N），平均海拔4 000～5 000 m，由门源县、祁连县、托勒乡、野牛沟乡组成（图1），托勒、野牛沟两地以草原为主，门源全区以耕地为主，农作物以油菜、青稞为主。

1.2 资料来源与分析方法 所用资料为1961—2013年门源、祁连、托勒、野牛沟4个气象站逐月日照时数。基于祁连山地区4个气象站实测数据，采用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall突变等方法，对近53年祁连山地区日照时数变化特征进行分析。

2 日照时数变化特征分析

2.1 年际变化

由图2可知，1961—2013年祁连山地区日照时数表现为日照多寡交替出现，整体呈减少趋势，减少幅度为14.35 h/10 a；日照时数年总量最高值为2 933.9 h，出现在1997年，最低值为2 617.1 h，出现在1993年，最高值与最低值的差值为316.8 h。从滑动平均曲线来看，近53年日照时数变化的阶段性较强，20世纪60年代中期—70年代中期、80年代末—90年代中期、21世纪以来祁连山地区年日照时数呈现较大的减少趋势，第1阶段减少幅度最大，其次是第2阶段。20世纪70年代后期—80年代初、90年代中期—2000年呈现短暂的快速上升趋势，2个阶段相比年日照时数增加的幅度基本相同。从不同年代年日照时数总量来看，20世纪70年代末—90年代初期日照时数偏多，均高于多年平均值；21世纪以来年日照时数偏少，远低于多年平均值。

2.2 年内变化

从图3可知，近53年祁连山地区各月日照

时数多年平均值变化并不明显，5月份年内日照时间最长，月

平均值为249.1 h，2月份日照时间最短，为204.8 h，2个极值之间的差值为44.3 h。祁连山地区的雨季在5—9月份，7月份降水最为集中，平均月降水极值达99.5 mm，但7月份日照时数减少并不明显，这主要是由于高原地区多雷阵雨天气，生成与消退时间较快。9月份祁连山地区多阴雨天气，因此9月份降水量虽为58.1 mm，但对日照时数影响明显，可见降水量与日照时数的关系不明显。低云量与降水量的关系明显，7月份平均低云量最大时，降水量最大。3月份晴天日数最多，5月份晴天日数最少，但由于太阳直射点的移动，5月份光照时数最长，8月份晴天日数最多，对应的光照时间最长。秋季受昼短夜长变化的影响，11月份晴天日数虽最多但10月份光照时间最长。12月份晴天日数最多、光照时间最长。由此可见，光照时间的长短受海拔、纬度及太阳高度角的影响最大。

2.3 局地变化

由图4可知，祁连山地区西北部托勒日照时数呈增加趋势，其气候倾向率为14.06 h/10 a，年日照时数在2 800.0 h以上，平均光照时间为7.7 h/d；野牛沟、祁连、门源日照时数变化趋势呈减少趋势，野牛沟日照时数减少趋势与其他两地相比变化平缓，减少幅度不大，门源减少趋势最明显，气候倾向率为43.81 h/10 a，年日照时数在2 250.0 h以上，平均光照时间为6.2 h/d，比托勒每天少近2.0 h。

由于托勒为研究区海拔最高的台站，空气稀薄，尘埃少，大气透明度好，对太阳辐射削弱作用小，因此光照时间比其他3个站点都长。

2.4 突变特征

从图5可看出，20世纪60年代初—70年代中期祁连山地区日照时数减少趋势明显，1975年减少趋势超过0.05临界线，UF和UB曲线在这期间共有6个交点，前5个交点相交后并没有超过0.05临界线，仅1975年相交后超过0.05临界线，所以确定1975年为突变开始年。 20世纪70年代中期—90年代初UF和UB曲线上升，没有出现交点；20世纪90年代初—2000年虽出现3个交点，但未超过临界线。

3 太阳能资源利用前景分析

从图2可以看出，祁连山地区年日照时数均在2 780.0 h附近波动，根据全国各地太阳能总辐射量与年平均日照当量表对照可知，祁连山地区太阳能资 源丰富，尤其是托勒。但目前祁连山地区对太阳能的利用局限于太阳能热水器、温室、太阳灶等光热的利用。利用太阳能资源发电这种简单、节能、环保的太阳能利用方式，适合在祁连山地区大面积推广。

4 结论

（1）1961—2013年祁连山地区日照时数以多寡交替的

形式整体呈减少趋势，减少幅度为14.35 h/10 a。近53年日照时数变化的阶段性较强，主要分20世纪60年代中期—70年代中期、80年代末—90年代中期、21世纪以来3个阶段，第1阶段日照时数减少幅度最大。70年代末—90年代初期

为日照时数偏多的年份，21世纪以来为日照时数偏少的年份。1975年祁连山地区日照时数产生由多到少的突变。

（2） 祁连山地区5月份日照时数最长，2月份日照时数最短。7月份降水最为集中，平均月降水极值达99.5 mm，但7月份日照时数减少并不明显，9月份降水量虽为58.1 mm，但日照时数全年排倒数第二。连阴雨天气对日照时数影响最为明显。

（3） 53年间日照时数变化幅度及光照时间最长的为托

勒站，其次是野牛沟、门源、祁连。光照时间的长短受海拔、纬度及太阳高度角的影响最大。

安徽农业科学 2017年

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