近39年吐鲁番日照时数变化特征分析

2021-06-18吾尔尼沙买买提张江明

黑龙江粮食 2021年5期

□ 吾尔尼沙·买买提张江明

（吐鲁番市高昌区气象局，新疆吐鲁番 838000）

日照时数是指太阳在一地实际照射的时数。在一给定时段内太阳直接辐照度大于或等于120W/m2的各时段时间总和。进入到21世纪以来，全球气候变暖引起了社会各界的广泛关注，许多学者利用多种方法从不同的时空尺度出发，对气候要素的变化趋势进行了研究。日照时数表征某地区接受太阳辐射的时间数，可直接表示太阳辐射，是地球上一切自然现象的主要能源，对各地天气和气候变化的影响较大。对日照时数的发生发展规律和变化趋势进行研究，对于城市建设、人们日常生产生活和农业生产发展均具有十分重要的意义。相关研究表明，新疆气候呈现出变暖增湿的趋势，各地的日照时数也随之发生变化。因此，对新疆各地日照时数变化特征进行研究具有十分重要的意义。吐鲁番位于新疆中东部，天山东部山间盆地，属独特的暖温带大陆性干旱荒漠气候，四季气候特征是日照时数长、气温高、昼夜温差大、降水量少、风力强、比较适宜葡萄生长，由于瓜果丰茂和独特的地理位置，使得吐鲁番地下水贮量丰富，所以水果中具有较高的含糖量，吐鲁番被称为“世界葡萄种植园”。本文利用统计学分析方法，对吐鲁番日照时数变化特征进行分析，以期为当地合理布局农业生产、调整种植格局和社会经济可持续发展等提供科学参考依据。

一、研究资料和方法

（一）研究区概况

吐鲁番市地处新疆东部，新疆天山支脉博格达山南麓，吐鲁番盆地的中心，地理坐标：处于88°29′28〃-89°54′33〃E，42°15′10〃-43°35′N之间。土地总面积13589km2。整体气候特点：日照充足，热量丰富，但极端干燥，降雨稀少，且大风频繁。

（二）资料选取

本文利用1981-2019年吐鲁番国家基本气象站逐月日照时数资料，该站1951年7月建立，位于吐鲁番市青年路788号（地处吐鲁番市中心地带），海拔高度34.5m。2010年以来吐鲁番气象站四周不同距离处均有不同高度的建筑物盖起，观测环境遭到严重破坏。气象台站周边障碍物对日照时数的影响较大，其中冬天最为显著。2016年1月1日，该站搬迁至吐鲁番市示范区凤凰城南300m，海拔高度39.3m，纬度42°57’N，经度89°14’E。迁站后探测环境未变化，属盆地戈壁地貌，观测场周边地势平坦，地表无植物生长，四周为戈壁滩，北面1800m处为G30国道，西面700m有一片新建5层楼小区，土壤类型为粗沙土，与周边大部分地域土质相同。该站自建站开始就有日照时数的观测，观测仪器为暗筒式日照计，每日日落，后人工更换一次日照纸，将换下的日照纸，依照感光迹线的长短，在其下描画铅笔线来计算各时日照时数以及全天的日照时数。2019年5月开始，日照时数用自动观测日照值，观测仪器为光电式数字日照计。

（三）研究方法

采用常规统计方法对日照时数时间分布特征进行分析。其中季节划分采用常规划分标准：春季为3～5月，夏季为6～8月，秋季为9～11月，冬季为12月到次年2月。

二、吐鲁番日照时数变化特征

（一）年际日照时数变化

图1为1981-2019年吐鲁番年日照时数变化趋势图，从图中可以看出，吐鲁番年日照时数呈现出显著的减少趋势，年平均日照时数的倾向率为-61.008h/10a，通过了α=0.05水平的显著性检验。近39年吐鲁番平均日照时数为2831.5h，其中年日照时数的峰值出现在1982年，高达3126.3h，而日照时数的谷值出现在2014年，只有2327.7h，两者之间相差798.6h，日照时数的年际变化幅度较大。20世纪80年代，吐鲁番平均日照时数为2961.0h，日照时数最多，到了20世纪90年代，日照时数逐渐减少，此时的平均日照时数为2808.9h，日照时数减少了152.1h，进入21世纪后，日照时数则又开始上升，但是增加趋势不太显著，而从2010年往后，吐鲁番日照时数则呈现出显著的减少趋势，此时的日照时数减少到了2715.6h。结合平均值曲线，在2002年之前，吐鲁番大部分年份的日照时数几乎在平均值以上，之后的日照时数则几乎低于平均值。

（二）四季日照时数变化

除了春季外，吐鲁番其余三季的平均日照时数均呈现出减少的趋势，只是减少趋势有一定的差异，日照时数减少幅度的季节差异特征较为明显，其中日照时数减少幅度从大到小依次为冬季、秋季、夏季，其气候倾向率分别为-40.323h/10a、-18.087h/10a、-6.079h/10a，春季日照时数变化倾向率为6.344h/10a，只有春季的日照时数没有通过α=0.05的显著性水平检验。1981-2019年吐鲁番冬季日照时数的年变化幅度最大，其日照时数的最大值、最小值分别为598.2h（1982年）、169.3h（2013年），两者之间相差428.9h，其次为春季，日照时数的最大值和最小值之间相差251.8h；秋季次之，日照时数的最多年和最少年之间相差222.1h；而夏季日照时数的变化幅度最小，日照时数的最多年和最少年之间相差150.0h。

（三）月日照时数变化

通过对吐鲁番市1981-2019年各月平均日照时数和倾向率进行分析，吐鲁番市各月日照时数分布不均，但是每月的日照时数基本都在110h以上，以5月份和7月份的日照时数最多，均超过了307.0h，其次是8月份，日照时数为302.6h，12月份的日照时数最少，只有114.0h。夏季日照时数最多，为913.9h，占全年日照时数的32.3%，其次是春季，日照时数为683.7h，占全年日照时数的28.5%，而秋季日照时数则为683.7h，占24.1%，冬季日照时数最少，只有426.2h，占15.1%。结合各月倾向率数据，不难看出，各月平均日照时数除了4月、5月、6月随着时间的变化呈现出增加的趋势，其余各月的日照时数均呈现出减少的趋势，以5月份增加的趋势最大，1月份减少的趋势最大，12月份减少的趋势次大。由此不难看出，春季期间吐鲁番日照时数为增加趋势，除了6月份外，其余月份则是减少趋势。