铜仁市日照时数变化特点和影响因素探讨

张金玲，黎凌云

（贵州省印江县气象局，贵州 铜仁 555200）

日照时数是衡量太阳辐射强弱程度的主要气象要素与指标，也是反映气候变化状况的重要气象要素之一。日照时数以及太阳辐射强弱程度会对农作物的生产以及整体产量产生极大的影响，同时关系着作物是否能够正常进行光合作用，对研究区域作物蒸发量具有重要的影响。王华等应用气候突变理论对阿克苏市的日照时数进行综合分析，结果显示，1955—2000 年该区域的日照时数呈逐年上升趋势，且发生了两次突变；石慧兰等通过对德州市1954—2005 年的日照时数进行分析，得出研究时间内鲁西北的日照时数呈逐渐减少的趋势，主要原因是云量的不断增加及人类的频繁活动，尤其是城市快速发展过程中工业污染物排放量不断增加，造成大气气溶胶增多。本文对铜仁市1961—2020 年日照时数的发展演变规律进行分析，这对于进一步分析气候变化因素对农业生产与发展所产生的影响，以及合理开发利用气候资源，优化调整农业产业结构具有重要作用，并对了解铜仁地区农作物的生长耗水量以及指导灌溉有着一定的参考价值。

1 资料与方法

本文选取铜仁市1961—2020 年的日照时数作为研究资料，并对四季进行划分，春季为3—5 月，夏季为6—8 月，秋季为9—11 月，冬季为当年的12 月至次年的2 月。先采用最小二乘法对气候要素的时间线性倾向率进行估算，并综合分析气候要素的整体变化发展趋势，采用小波分析法进一步分析气候要素序列。小波分析能够真实全面地反映出时域和频域信号特征，并且可以反映出局部的变化信息以及信号发生变化的具体时间尺度，显示信号发生变化的具体时间位置，还可以针对突变点进行综合诊断，所以被广泛应用于气候变化的分析和预测过程中。此外，本文采用Morlet 复值小波对日照时数的实际周期性变化情况进行综合分析，之后采用累积距平法进一步分析和检验气候要素的具体时间序列。结合1961—2020 年铜仁市的年平均风速、轻雾日数、云量等参数信息数据，本文进一步分析了可能对铜仁市日照时数产生影响的因子[1]。

2 结果与分析

2.1 日照时数变化特征

2.1.1 年际变化

铜仁市在1961—2020 年不同时段的平均日照时数见第79页表1。可以看出，铜仁市长期平均日照时数在1 131.4 h，20 世纪70 年代左右，平均日照时数呈逐渐上升趋势且显著高于平均值；20 世纪80 年代和90 年代，平均日照时数呈逐渐下降趋势且低于平均值；21 世纪以来，平均日照时数慢慢趋于平均值。日照时数年际变化振幅也较大，最高值出现在1978 年，为1 463.5 h，在1989 年出现最低值，为728.7 h，年日照时数相差734.8 h。在各个季节当中，春季的平均日照时数显著增多，20 世纪70 年代左右偏多，90 年代呈减少趋势，21 世纪以来明显偏多；秋季的平均日照时数在20 世纪70 年代偏多，80 年代逐渐减少；冬季的日照时数随着年代变化，但是变化幅度并不大。

表1 1961—2020 年不同时段铜仁市的平均日照时数（h）

1961—2020 年铜仁市的日照时数整体呈逐渐下降趋势，但是下降趋势并不十分明显，气候倾向率为-22.1 h/10 a，在最近40 a 期间逐渐减少了大约88.4 h，存在较为明显的阶段性变化特征。20 世纪70 年代至80 年代，铜仁市的日照时数出现了小范围、小幅度波动变化，在20 世纪80 年代至90 年代呈逐渐下降趋势，90 年代中后期呈逐渐增加趋势，21 世纪以来逐渐平缓。

2.1.2 年内分布与季节变化

就年内分布情况来看，铜仁市日照时数的变化趋势呈单峰形状分布，全年当中8 月份日照最多，为185.7 h，其次是7 月份，为180 h，最少的是在1 月份和2 月份，为39.2 h，日照时数最多与最少之间相差146.5 h。从季节分布情况来看，日照时数最多的是夏季，为475.2 h；其次是秋季，为284 h；冬季最少，仅139 h。从不同季节的变化发展趋势来看，春季的日照时数呈逐渐上升趋势，但是整体来看并不明显；夏季、秋季、冬季的日照时数整体呈逐渐下降趋势，但是并不明显；四季日照时数趋势变化率为11.4 h/10 a，-22.6 h/10 a，-3.6 h/10 a，-7.3 h/10 a。在1980 年至2020 年40 a 中，夏季日照时数减少是最多的，减少了90.4 h，最少的是在秋季，减少了14.4 h，春季日照时数增加了45.6 h；夏季日照时数变化实际振幅是最大的，日照时数最多和最少的差值为286.6 h[2]。

2.1.3 周期变化

从数据来看，1961—2020 年铜仁市的日照时数有着明显的年际变化，周期变化规律比较突出。在16～20 a 的时间尺度上，日照时数呈偏高、偏低、偏高交替振荡发展趋势，1961—1983 年相对偏高、1984—1996 年偏低、1997—2020 年偏高。在10 a的时间尺度上，日照时数变化为偏高-偏低交替振荡，1961—1979 年偏高、1980—1984 年偏低，之后为偏高再偏低。在5～8 a 的时间尺度上，日照时数具有较小尺度振荡变化，在此不具体分析[3]。

Morlet 小波系数主要表示能量密度，小波变换系数模值越大，说明其对应的时段与尺度的周期性振荡越强。模值最大的为5～8 a 时间尺度，说明该时间尺度下日照时数周期振荡最强；2 a 以下时间尺度模值最小，说明其日照时数周期振荡最弱。

2.1.4 突变情况

1961—2020 年铜仁市日照时数主要为波动式变化发展趋势，20 世纪70 年代逐渐增加，1980 年开始逐渐下降，1985 年之后开始小幅度回升，1988年达到峰值后开始呈下降趋势，1997 年为最低值，之后呈上升发展趋势，上升速度逐渐放缓，2000 年之后振幅逐渐减小。1997 年前后有比较明显的转折，能够确定在1997 年前后日照时数出现了突变[4]。

2.2 日照时数变化的影响因素分析

日照时数发生变化和多方面因素有关，例如云量、雾、风速以及各种浮尘等。此外，大气透明度也会对日照时数产生一定的影响，大气透明度会受到大气中气溶胶含量以及水汽含量等一些因子的影响。因此，本文选取铜仁市1961—2020 年的云量、年平均风速、轻雾状况等相关参数，进一步分析对铜仁市日照时数可能产生影响的因子[5]。

经综合分析得出，1961—2020 年铜仁市的云量呈逐渐减少趋势，且60 a 来只减少了0.22 h，主要为波动式发展变化趋势。日照时数和云量之间有一定关系，并且会受到云状及云层高度的影响。云量整体变化和日照时数变化主要呈负相关关系。轻雾日数整体呈增加趋势，但是轻雾日数变化发展趋势和日照时数之间的相关系数为-0.14，说明其并非日照时数变化的主要影响因素。1961—2020 年，铜仁市的平均风速呈显著下降趋势，平均风速变化发展趋势和日照时数之间的相关系数为0.23，说明年平均风速会对日照时数的发展变化产生不同程度的影响。近年来，随着铜仁市城市化进程加快，污染物显著增加，大气中的气溶胶颗粒物、光化学烟雾等明显增多，从而对大气透明度产生了极大的影响，大气对太阳辐射的吸收和散射作用使得到达地面的太阳辐射明显减少，日照时数也会不断减少[6]。

3 结束语

通过分析可知，1961—2020 年铜仁市日照时数整体呈逐渐下降趋势，同时伴有阶段性变化特征。在四季当中，夏季日照时数是最多的，冬季则最少，春季日照时数呈逐渐上升趋势，夏季、秋季、冬季呈下降趋势。从年内分布来看，8 月份日照时数最多，1—2 月份则最少。总云量及风速的变化情况、人类活动尤其是工业生产污染物排放量增多等导致大气中的气溶胶逐渐增加，这些也是导致铜仁市日照时数发生变化的重要因素。

（责任编辑 石志荣）