1963—2016年久治地区日照时数变化特征分析

韩有香　刘金青

摘要 利用1963—2016年久治地区逐月、年的日照时数、降水量、总云量、低云量等资料，通过线性倾向估计法、M-K法和累计距平分析了近54年来久治地区日照时数的变化特征，并用SPSS对影响日照时数的因素进行了相关分析。结果表明，1963—2016年久治地區年平均日照时数为2 348.3 h，日照时数以10.343 h/10年的速率增加；在四季中，冬季、春季、夏季、秋分别以1.586、1.395、1.510、5.609 h/10年的速率增加，其中冬季日照时数增加最为明显；12月日照时数最长，9月日照时数最短；1月、4月和10月的日照时数分别以-0.600、-0.475、 -0.422 h/10年的速率减少，其他月份的日照时数则以不同的速率增加，其中9月增速最快，为5.065 h/10年；1963—2016年久治地区日照时数分别在1964年、1974年、1989年出现异常；由SPSS分析得知，昼降水量和日照时数存在微弱的负相关关系，说明日照时数随昼降水量的增加而减少不明显。除冬季日照时数与降水量成正相关关系外，其他3个季节的日照时数与降水量成负相关关系，四季的日照时数与降水量的相关关系并不明显；总云量、低云量与日照时数成负相关关系，总云量对日照时数的影响较大，关系显著；久治地区日照时数从1985年开始发生了突变。

关键词 日照时数；变化特征；青海久治；1963—2016年

中图分类号 P422.1+1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）21-0233-04

日照是重要的气候因子，也是可供人类开发利用的一种重要的可再生资源，更是农作物生长发育不可缺少的条件。日照时数是指某一地区内太阳实际照射地面的时数[1]，表征了时间的长短。日照时数直接影响地表可获得的太阳辐射能量，进而影响其他地表通量和气象要素的空间分布。因此，研究日照时数变化具有重要意义[2]。

目前，已有许多学者研究日照时数气候变化特征[3-7]，陈少勇等[3]研究中国西北地区近47年日照时数的气候变化特征发现，中国西北地区日照时数气候倾向率为-19.9 h/10年，冬季日照时数最少，夏季日照时数最多，春季日照时数多于秋季，在气候变暖的背景下，相对湿度、云量的增加是造成西北大部分地区日时数减少的主要原因。虞海燕等[4]研究我国近59年日照时数变化特征及其与温度、风速、降水的关系发现，中国年日照时数呈显著减少趋势，日照时数气候倾向率为-36.9 h/10年；日照时数与降水、气温成负相关关系，与风速成正相关关系。黄 胜等[7]研究近50年西宁市日照时数变化规律发现，西宁市日照时数呈减少趋势，日照时数变化倾向率为-75.1 h/10年，夏季日照时数减少最多，冬季次之，春季最少，各月日照时数均呈减少趋势。徐宗学等[8]研究发现1961—2001年黄河流域的日照时数呈明显减少趋势。许多研究发现20世纪90年代以来，中国大部分地区的太阳辐射、日照时数呈减少趋势，并且认为这种减少趋势与气溶胶、云量、能见度的变化有关[9-12]。青藏高原地区空气稀薄、透明度好，目前对该地区光能资源变化的研究相对较少[13-17]，有待进一步深入研究。因此，本文利用1963—2016年久治地区的日照时数、降水量、云量等资料，运用气候统计方法分析了久治地区日照时数的气候变化特征及其影响因子，以期为久治地区合理开发利用气候资源提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

资料来自久治地区气象局，对1963—2016年久治地区逐月数据进行统计整理，分析日照时数变化特征和突变特点，同时探讨影响日照时数变化的气象因子。季节划分方法：3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至翌年2月为冬季。

1.2 分析方法

利用线性倾向估计法[18]分析日照时数的变化趋势，且对趋势系数进行了显著性检验；利用Mann-Kendall法[18]检验气候突变，检验中出现的多交叉突变点通过结合累计距平检验法进行再次验证；运用SPSS对影响日照时数的气象因子进行相关性分析。

气候异常有2种判别标准，一是距平超过标准差的2 倍以上，二是出现的几率为25年以上一遇。本文采用距平大于标准差的2倍作为异常标准分析久治地区日照时数的异常特征。

2 久治地区日照时数的变化特征

2.1 日照时数的年变化

由图1可知，久治地区年日照时数呈波动变化，日照多寡交替出现，气候变化倾向率为10.343 h/10年，未通过显著性检验，说明1963—2016年久治地区日照时数的增加趋势不明显。久治地区年平均日照时数为2 348.3 h，是三江源区日照时数最少的地区[19]。年日照时数最多的年份为2002年（2 557.8 h），最少的年份为1964年（1 989.1 h），两者相差568.7 h，占多年平均值的24%。由图2可知，20世纪60年代日照时数最少，只有2 278.9 h，较多年平均值少69.4 h；70年代日照时数有所增加，是54年来日照时数最多的年代，比60年代多110.7 h，与多年平均值相比较，增加了41.3 h；80年代日照时数与多年平均值基本持平，比70年代的日照时数少43.5 h。90年日照时数与多年平均比较，略有减少，相差32.9 h，较70年代、80年代分别减少74.2、30.7 h。进入21世纪后，日照时数开始增多，与多年平均值持平。10年代日照时数明显增多，较多年平均值增加61.8 h。

2.2 日照时数的季变化

1963—2016年久治地区日照时数存在明显的季节性差异，春季日照时数最长，达625.5 h；冬季日照时数次之，达624.3 h；夏季是久治地区降水量和云量最多的季节，受其影响，夏季的日照时数在四季中是最少的，只有536.6 h；秋季较夏季有所增加，日照时数为561.5 h。由图3可知，1963—2016年久治地区四季的日照时数同年日照时数的变化趋势一致，均呈增加趋势，但各季节的变化情况不尽相同，春季、夏季、秋季和冬季的日照时数的气候倾向率分别为1.395、1.510、5.609、1.586 h/10年，均未通过显著性的检验，说明久治地区日照数的季节变化不明显。endprint

2.3 日照时数的月变化

由图4可知，一年中以12月日照时数最长，长达222.4 h；其次是11月，日照时数为219.6 h。9月日照时数最短，只有153.4 h；其次是6月，日照时数为161.7 h。最长日照时数与最短日照时数相差69.0 h。

由表1可知，近54年来久治地区各月日照时数变化情况各不相同，存在着明显的差异性：1月、4月和10月的日照时数呈明显的减少趋势，分别以-0.600、-0.475、-0.422 h/10年的速率减少。其他月份均呈不同程度的增加趋势，9月增加趋势尤为明显，增幅为5.060 h/10年，并通过了0.05水平的显著性检验，表明久治地区9月日照时数增长明显，而其他月份的日照时数均未通过显著性检验。

3 日照时数的突变检验

利用M-K突变检验法对1963—2016年久治地区日照时数进行检验，由图5可知，1963—1964年日照时数减少；1964—1968年处于上升期；从20世纪60年代末期开始，日照时数开始波动减少；70年代中期迅速上升，且这一上升趋势通过了0.05水平的显著性检验；80年代初期，日照时数进入减少阶段，这一趋势持续到21世纪00年代中期，之后日照时数处于缓慢上升阶段。根据UF和UB曲线的交叉点位置，并结合累积距平图的判断分析，确定久治地区日照时数的突变开始时间为1985年。

4 异常年份

由表2可知，1963—2016年久治地区日照时数的异常年份共出现3次，分别为1964年、1974年、1989年；春季日照时数则出现了4次异常，其中，1964年、1989年为负异常，1980年、1983年为正异常；夏季日照时数只在2012年出现了1次负异常；秋季日照时数在1979年出现1次正异常，1963年、1994年出现负异常；冬季日照时数在1979年、1981年、2010年出现正异常。

5 久治地区日照时数变化原因分析

影响日照时数的主要气象因子有云量、水汽压和降水量等，本文主要探讨日照时数与云量和降水量的关系。

利用SPSS对久治地区的降水分时段进行统计分析，发现昼降水量与日照时数存在微弱的负相关关系，相关系数为-0.201，说明日照时数随昼降水量的增加而减少不明显。就四季而言，冬季日照时数与降水量存在正相关关系，其相关系数为0.129；春季、夏季和秋季的日照時数与降水量成负相关关系，相关系数分别为-0.113、-0.200、-0.230，说明四季的日照时数与降水量的相关关系并不明显。

利用SPSS分析总云量、低云量与日照时数的相关关系，发现总云量、低云量与日照时数呈负相关关系，相关系数分别为-0.519、-0.328，总云量对日照时数的影响较大，与日照时数成显著相关关系。四季变化中，冬季、春季、夏季和秋季的总云量与日照时数存在负相关关系，其相关系数分别为 -0.165、-0.459、-0.803、-0.453，其中夏季总云量与日照时数变化高度相关，春季、秋季总云量与日照时数变化相关度低。四季中低云量与日照时数均存在负相关关系，冬季、春季、夏季和秋季的低云量与日照时数的相关系数分别为 -0.172、-0.378、-0.562、-0.479，从系数值来看，相关程度不如总云量明显，仅夏季的相关程度达到显著相关。由此可见，1963—2016年久治地区日照时数的增加是由云量减少而引起的，降水对久治地区日照时数变化影响不大。

6 结论

通过以上分析，得出1963—2016年久治地区的日照时数变化具有以下特点：

（1）1963—2016年久治地区日照时数呈增加趋势，其变化倾向率为10.343 h/10年。20世纪60年代是日照时数偏少期，之后日照时数都较60年代有所增加，90年代日照时数略有减少，21世纪日照时数增加明显。

（2）四季日照时数变化各不相同。各季市日照时数同年日照时数的变化趋势一致，均呈增加趋势，春季、夏季、秋季和冬季的日照时数变化倾向率分别为1.395、1.510、5.609、1.586 h/10年。冬季对年日照时数增加的贡献最大，秋季次之。

（3）各月日照时数变化各不相同，12月日照时数最长，长达222.4 h；1月次之。9月日照时数最短，只有153.4 h，6月次之。1月、4月和10月的日照时数呈减少趋势，变化倾向率为-0.600、-0.475、-0.422 h/10年。其他月份的日照时数均呈增加趋势，其中9月日照时数增加最明显，5月次之，9月和5月的变化倾向率为5.065、1.741 h/10年。

（4）由SPSS分析得知，昼降水量和日照时数存在微弱的负相关关系，说明日照时数随昼降水量的增加而减少不明显。除冬季日照时数与降水量成正相关关系外，其他3个季节的日照时数与降水量成负相关关系，四季日照时数与降水量的相关关系并不明显。总云量、低云量与日照时数成负相关关系，总云量对日照时数的影响较大，与日照时数成显著相关关系；四季的日照时数与总云量、低云量均成负相关关系。

（5）通过M-K检验和累积距平结果表明，久治地区的日照时数从1985年发生了突变。

（6）1963—2016年久治地区日照时数在1964年、1979年、1989年出现异常；春季出现2次正异常和2次负异常；夏季只出现1次负异常；冬季出现3次正异常。

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