南靖县近65年日照变化特征分析

2021-12-22李双锦王丽玉

黑龙江粮食 2021年11期

□ 李双锦王丽玉李昕

（1.福建省气象信息中心，福建福州 350008；2.福建省气象台，福建福州 350008；3.成都信息工程大学，四川成都 610225）

日照时数，即地面实际暴露于阳光下受到照射的小时数，是表征太阳辐射强度的气象要素之一，也是形成气候的重要因素，与人们的日常生产生活、动植物的生长发育等密切相关。因此，日照时长对农牧业生产的部署和当地的生态建设有着显著的影响。南靖县位于福建省漳州市西北部，光、温、水等农业气候资源丰富。作为福建的地州之一，自然环境条件良好，可以发展农业生产，尤其是全县日照充足，对农业、亚热带经济作物、林木和部分热带作物的发展十分有利。因此，随着全球气候不断变化的影响，研究该县的气候特征和日照变化趋势是必要的，这对研究其他要素的变化也是有一定的指导意义的，也可为当地生态农业发展提供科学依据。

一、资料选取与分析方法

选取南靖县1956-2020年共65年日照观测资料，对日照时数数据进行计算、整理，整理出月、季、年的日照时长序列。并且以3～5月、6～8月、9～11月、12月至次年2月分别代表春、夏、秋、冬四季。利用线性回归法、滑动平均及累积距平法，分析日照时数序列的线性趋势倾向率和变化趋势，用Mann-Kendall非参数检验法进行日照时数突变分析［1］。

二、结果与分析

（一）年日照时长序列变化特征分析

根据南靖县年日照时长变化曲线和线性趋势图分析，可以发现，近65年来，南靖县的日照时长呈不断下降的形势。气候倾向率为-61.709h/10a，1956-2020年南靖县年日照时数减少401.1h。日照时数年间差异较大，1963年峰值为2451.9h，2016年谷值为1505.9h，相差946h，是大多数年份的61.4%，多年平均值为1887.8h。

从年际变化来看，20世纪50-70年代以正距平为主（1970年、1973年、1975年为负距平）。20世纪50-70年代平均日照时数高于多年平均水平，20世纪60年代平均日照时数为各年代平均日照时数最大值，达到2119.8h。从日照时长的年变化趋势来看，20世纪60、70年代日照时数变化振幅比较大，分别为623.4、548.7h，而60、80、90、年代以及21世纪10、20年代日照时数变化振幅分别为297.9、428.2、366.9、471.6、410.6h。

累积距平分析。根据累积距平法分析，南靖县日照时数可大体划分为连个阶段，1956-1980年为多照阶段；1981-2020年寡照阶段。2个阶段的平均日照时数相差226.3h。

（二）季节日照时数序列变化特征分析

从南靖县近65年来的四季日照时数变化来看，可以看出春、夏、秋、冬四季日照时数均呈现递减的趋势，气候倾向率分别为-12.065h/10a、-18.16h/10a、-17.307h/10a、-11.621h/10a。春季（3-5月）的日照时数变化为211～582.7h，标准偏差为79.8h，平均为347.7h；夏季（6-8月）日照时数变化为389.5～823.4h，标准偏差为73.6，平均为599h；秋季（9-11月）日照时数变化为350.9～723.6h，标准偏差为76.7，平均为545.6h；冬季（12-2月）日照时数变化为220.9～592.9h，标准偏差为80.5，平均为398.3h。

运用累积距平方法分析日照变化趋势。可以看出，四个季节的累积距平曲线整体处于单峰波动状态。根据春季日照时数的累积距平曲线变化，可以发现，1956-1977年南靖县日照偏多期（其中1974-1976年断时段较小减少），1978-2020年呈持续减少趋势，1993-2020年日照时数变化不明显，呈现稳定下滑的趋势。根据夏季日照时数的累积距平曲线变化，不难看出，1956-1991年夏季为日照时数偏多期，而1971-1984年的夏季日照时数出现相对稳定的不断减少，但是，日照时数变化趋势不明显。1992-2020年为日照时数减少期累积距平减幅较大，日照时数已经大大减少。根据秋季日照时数的累积距平曲线变化可知，1956-1980年为多照期，1971-1975短时间减少趋势，1981年开始，南靖日照呈递减趋势变化，其中1991-1995年短时间段日照时数增多趋势。根据冬季日照时数的累积距平曲线变化，可知，1956-1980年累积距平曲线增幅较大，日照时数明显递增，期间1972-1975年出现短暂减少趋势。1981年开始为寡照期，在20世纪80年代初中期日照时数发生明显减少趋势，1985-1986年出现短时间的增加趋势，此后呈持续减少趋势变化，2018年表现为增加趋势。

（三）日照时数的突变检验分析

气候突变是指在较短的时间内从一种相对稳定的气候状态向另一种气候状态快速转变，表现出气候系统的非线性特征。由图1可知，南靖县日照时数1962-1965年呈增加趋势，从1964年一直呈下降趋势，UF和UB线在1975年附近发生交叉，交叉点处于a=0.05的两条信度线之间，UF线自交叉点后稳步下降并穿越-1.96的信度线，可见，1975年年日照时数发生减少突变。日照向着减少的方向变化。

图1为南靖县1956-2020年四季日照时数Mann-Kendal突变检验曲线。由图1a可知，南靖县春季日照时数在1958-1959年、1963-1974年呈增加趋势，1975年以来呈减少趋势，UF和UB线在1969年发生交叉点，交叉点处于a=0.05的置信区间内，UF线自交点后稳步下降并穿过a=0.05显著检验性边界，可见春季日照时数在1969年发生一次日照时数减少突变。由图1b可知，夏季日照时数总体上呈减少趋势，UF和UB线在1975年附近发生交叉，交叉点处于a=0.05的置信区间内，UF线自交叉点后逐步下降并下冲-1.96的信度线，可见夏季日照时数在1975左右发生了一次日照减少突变。由图1c可知，秋季日照时数变化情况要复杂的多。在置信区间内交叉点较多，都集中在20世纪70年中期到80年代初期，分别为1974-1977年有4个交叉点及1981年一个交点，这里主要讨论UF和UB相交于1981年的交点，自交点后UF值一直减少并穿过信度线的下边界，可见秋季在1981年左右发生了日照时数减少的突变。由图1d可知，冬季日照时数在1967年前呈增加趋势，之后日照至2020年日照时数呈减少趋势，UF和UB线在1979年附近发生交叉，交叉点处于a=0.05的置信区间内，可见冬季日照时数在1979年左右发生以此日照减少突变。

三、日照变化对水稻生产的影响

南靖县属亚热带季风气候，主要农作物为水稻。根据上述研究，1956-2020年，南靖县的日照时长有明显减少的变化趋势。这些变化对水稻产量的影响体现在几个方面：一方面，光照不足会导致作物光合作用减弱，养分积累减少；另一方面水稻的结实率和千粒重急剧下降，最终导致水稻产量的严重下降。因此，不断减少的日照时长对水稻的生长有着极其不利的影响。