1961—2018年左权县日照时数变化特征分析

杨星星 焦磊 杨红雁

摘要    利用1961—2018年左权县逐月日照时数资料，运用线性趋势分析、相关系数分析、5年滑动平均、Mann-Kendall非参数检验和滑动t检验等方法，分析了近58年来左权县日照时数年、季节及月变化特征。结果表明，左权县年日照时数呈显著下降趋势，气候倾向率为-30.78 h/10 a;四季日照时数变化中，春季呈上升趋势，夏、秋、冬季呈下降趋势，其中夏、冬两季对年日照时数减少的贡献最大;除3月、4月外，其余各月日照时数均呈下降趋势，尤以1月、6月、12月下降趋势最为显著;年日照时数在1992年发生了减少突变。

关键词    日照时数;变化特征;相关分析;山西左权;1961—2018年

中图分类号    P422.1+1        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）17-0185-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    Based on the monthly sunshine duration data in Zuoquan County during 1961-2018，the methods of linear trend analysis，correlation coefficient analysis，5-year sliding average，Mann-Kendall non-parametric test and sliding t-test were used to study the change characteristics of sunshine duration in Zuoquan County in the past 58 years. The results showed that the annual sunshine duration presented a significant decreasing trend，and climate tendency rate was -30.78 h/10 a. The seasonal change of sunshine duration showed an increasing trend in spring，and a decreasing trend in summer，autumn and winter，in which，summer and winter contributed the most to decrease of annual sunshine duration. Except in March and April，the monthly change of sunshine duration showed a decreasing trend，especially in January，June and December. The annual sunshine duration reduced suddenly in 1992.

Key words    sunshine duration;change characteristic;correlation analysis;Zuoquan Shanxi;1961-2018

第三次氣候变化国家评估报告指出，近百年来（1909—2011年），中国陆地区域平均气温上升0.9～1.5 ℃，近15年气温上升趋缓，但仍然处在近百年来气温最高的阶段[1]。

日照作为气候变暖的主要影响因子，其变化受到许多学者的关注。虞海燕等[2]认为，1951—2009年全国日照时数平均减少36.9 h/10 a，各区域变化趋势与全国一致，只是减少程度不同。有关山西省内的研究中，李效珍等[3]认为，大同市1961—2005年日照时数平均减少46.83 h/10 a;贾海燕等[4]认为，临汾市1962—2009年日照时数以-109.29 h/10 a的速率显著减少;赵永强等[5]指出，山西省1961—2010年日照时数在年代、年、季尺度上均呈减少趋势，夏季减幅最大，春季最小，时空变化表现为由南部到北部逐渐增加，南部地区少于北中部地区。

由此可见，山西省与全国一致，日照时数呈减少趋势，但各地减少幅度存在一定差异。左权县（36°45′～37°17′N，113°06′～113°48′E）位于山西省晋中市东南部、太行山主脉中段西侧，属温带大陆性气候区。玉米是该县主要种植的农作物，核桃为主要干果经济林。开展日照时数变化研究对于该县农业和林业生产、光能资源利用、光伏发电、老区脱贫工作等都具有极其重要的意义。

1    资料与方法

1.1    资料来源

本文所用资料为1961—2018年左权县气象观测站逐月日照时数数据，季节按春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月至翌年2月）划分。日照时数距平以1981—2010年气候平均值为基础。

1.2    研究方法

采用线性倾向估计、5年滑动平均等方法分析日照时数长期变化特征及趋势，并用相关系数做显著性检验;突变分析采用Mann-Kendall（M-K）检验、滑动t检验等方法[6];采用Excel及DPS数据统计软件进行分析。

2    结果与分析

2.1    日照时数的年变化特征

从图1可以看出，1961—2018年左权县年日照时数总体呈下降趋势，气候倾向率为-30.78 h/10 a，通过α=0.01的显著性检验，58年中减少178.5 h。通过5年滑动平均曲线分析，年日照时数1961—1982年为波动上升趋势，1982年达到峰值;之后持续下降，2000年达到最低谷后，又呈波动上升趋势。按年日照时数的5年滑动平均值小于多年平均值（2 444.6 h）为偏少期，反之为偏多期来划分：左权县年日照时数在1961—1967年、1996—2012年小于多年平均值，为偏少期;1968—1995年、2013—2018年多于多年平均值，为偏多期。最高值出现在1980年，为3 032.6 h;最低值出现在1996年，为1 998.4 h。

2.2    日照时数的突变分析

从M-K突变检验曲线（图2）可知，1961—2018年左权县年日照时数UF与UB曲线在显著水平线内相交于1992年、2012年和2015年。UF曲线于2008—2012年越过α=0.05临界线，说明此期间日照时数减少趋势十分显著。经对相交点前后作滑动t检验，得出1992年为日照时数减少突变年。

2.3    日照时数季节变化特征

由图3可以看出，左权县春季日照时数呈上升趋势，气候倾向率为3.15 h/10 a;夏、秋、冬季日照时数呈下降趋势，气候倾向率分别为-14.32、-8.57、-11.42 h/10 a，其中夏、冬两季通过α=0.05的显著性检验。通过5年滑动平均曲线分析，按照上述年日照时数偏多与偏少期划分：春季日照时数呈现1961—1968年偏少、1969—1995年偏多、1996—2005年偏少、2006—2018年偏多的波动变化过程，见图3（a）;夏季日照时数也呈波动变化过程，分别是1961—1965年偏少、1966—1995年偏多、1996—2013年偏少、2014—2018年为偏多，见图3（b）;秋季日照时数经历了1961—1967年偏少、1968—1995年偏多、1996—2018年偏少的“少—多—少”3个时期，见图3（c）;冬季日照时数经历了1961—1993年偏多、1994—2012年偏少、2013—2018年偏多的“多—少—多”3个时期，见图3（d）。

2.4    日照时数月变化特征

从表1可以看出，1961—2018年左权县各月日照时数差异较大：5月最多，为264.5 h;2月最少，為181.4 h。日照时数气候倾向率各月分布情况：3月、4月呈上升趋势，其余月份均为下降趋势;其中，6月下降趋势最为显著，通过了α=0.01的显著性检验;其次是1月，通过α=0.05的显著性检验;12月也通过了α=0.05的显著性检验;8月下降速率最为缓慢。

3    结论与讨论

（1）近58年左权县年日照时数及夏、秋、冬、春季日照时数呈下降趋势，春季呈上升趋势，气候倾向率分别为-30.78、-14.32、 -8.57、-11.42、3.15 h/10 a。夏、冬季对年日照时数减少的影响最大，春季起了抑制作用;年日照时数在1992年发生了减少突变;月平均日照时数5月最多，2月最少，线性趋势变化上，3月、4月呈上升趋势，其余月份均呈下降趋势，其中6月、1月、12月下降趋势显著。

（2）近58年左权县年日照时数变化与全国、山西省变化趋势一致，呈下降趋势，而季节变化、月变化、突变时间与（下转第190页）

许多研究有一定的差异，说明左权县日照时数变化符合大尺度气候变化规律，但也有其特殊性。引起日照时数减少的原因有很多，李效珍等[3]认为，大同市日照时数减少主要是由于人类活动特别是工业排放污染物急剧增长导致的烟尘气溶胶增多造成的;贾海燕等[4]认为，临汾市日照时数减少主要是雾（轻雾）、烟（霾）日数的增加所致。导致左权县日照时数减少的原因还有待于进一步深入研究。

4    参考文献

[1] 《第三次气候变化国家评估报告》编写委员会.第三次气候变化国家评估报告[R].北京：科学出版社，2015.

[2] 虞海燕，刘树华，赵娜，等.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[J].气候与环境研究，2011，16（3）：389-398.

[3] 李效珍，鲁巨，杜翠芳，等.大同市45年日照变化特征及原因[J].中国农业气象，2009，30（增刊1）：22-24.

[4] 贾海燕，高明，王惠荣，等.临汾市48年日照时数变化趋势及影响因子分析[J].山西师范大学学报（自然科学版），2011，91（2）：124-128.

[5] 赵永强，王志伟，李海涛，等.山西省日照时数的时空变化特征[J].中国农学通报，2017，33（15）：124-128.

[6] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999：32-66.