趙岳冀

（呼倫貝爾市鄂倫春自治旗氣象局，內(nèi)蒙古阿里河鎮(zhèn) 165450）

氣候變化一直是人們關注的熱點問題。目前，很多學者從不同時間尺度和空間尺度對降水、溫度、干旱的變化規(guī)律做了大量研究[1-2]。太陽輻射是地球氣候系統(tǒng)的主要能源，地球大氣中的許多化學過程和動力現(xiàn)象都是由此發(fā)生的。日照是氣候形成的重要因素，是太陽輻射最直觀的表現(xiàn)，它與人類的生產(chǎn)活動及動植物的生長發(fā)育密切相關。任國玉等[3]研究表明，近50 a來我國日照時數(shù)呈明顯減少的趨勢，其趨減幅度具有東部大于西部的特點，日照時數(shù)的變化還存在明顯的季節(jié)性差異，冬、夏季趨減幅度大于春、秋季。因此，了解日照時數(shù)的氣候特征、變化趨勢，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理布局，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)有著重要作用。一個地區(qū)的日照時間長短，一方面影響作物的光合作用時間，另一方面與作物的光周期有密切關系，直接影響作物的干物質(zhì)積累和生產(chǎn)量，它是表示一個地區(qū)光能資源豐富與否的重要因子之一。分析小二溝地區(qū)日照時間長短的變化，對農(nóng)作物的產(chǎn)量有一定的積極影響。

小二溝（現(xiàn)名諾敏鎮(zhèn)）位于大興安嶺南麓，是內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市鄂倫春自治旗最南端以農(nóng)業(yè)為主的獵區(qū)鎮(zhèn)。轄區(qū)屬大興安嶺南麓向松嫩平原過渡地帶，屬于寒溫帶溫涼半濕潤大陸性季風氣候。春季干旱，大風日數(shù)多、光照充足；夏季時間短，降水量集中；秋季晝夜溫差較大；冬季漫長而寒冷。年平均日照時數(shù)2 639.6 h，干旱是影響農(nóng)牧業(yè)最主要的氣象災害。

1 材料和方法

1.1 材料

本研究所用資料為小二溝氣象站1957—2010年逐月日照時數(shù)，逐月云量。

1.2 研究方法

1.2.2 氣候傾向率 將氣象要素看成是時間函數(shù)，趨勢方程的一般形式為：xi=a0+a1t，t=1，2，…，n，式中年代t為時間因子，氣候要素xi為模擬對象，建立xi與t之間的趨勢方程。a1為氣候要素變化趨勢，若a1＞0表示氣候要素呈上升趨勢，a1＜0表示氣候要素呈下降趨勢，a1×10稱為氣候傾向率[4]，表示氣象要素每10 a的變化速率。

1.2.3 信噪比突變性檢驗 年日照百分率的逐年累積距平曲線會存在波谷或波峰，轉(zhuǎn)折期可能發(fā)生突變。為了檢驗這次轉(zhuǎn)折是否達到氣候突變標準，利用Yamamoto法計算信噪比[5]，其公式為：其中xa為前5 a滑動平均，xb為后5 a平均，Sa為前5 a的標準差，Sb為后5 a的標準差。當信噪比大于1時，則認為是氣候突變年。

2 結(jié)果與分析

2.1 日照時數(shù)的氣候變化趨勢

2.1.1 日照時數(shù)年代際變化 對小二溝地區(qū)1957—2010年的年日照時數(shù)資料進行分析，從年日照時數(shù)變化曲線中可以看出，小二溝年日照時數(shù)變化總趨勢是趨于減少的，年平均日照時數(shù)為2 689.96 h，年最多日照時數(shù)為2 992.5 h，出現(xiàn)在2004年；年最少日照時數(shù)為1 465.8 h，出現(xiàn)在1968年。從1957年到2010年，日照時數(shù)是持續(xù)減少的，較緩慢，每10 a遞減率為-12.1 h，與1957—2010年53 a降水量上升有一定的關系，云量的增多相關，與全國年日照時數(shù)呈顯著遞減變化趨勢（每10 a遞減-36.9 h）相同[3]。

從統(tǒng)計資料看，53 a來小二溝地區(qū)日照時數(shù)呈緩慢下降趨勢，按年代際劃分，1957—1960年偏多76.7 h，1960 年代偏多 23 h，1970 年代偏多 67 h，1980年代偏少103.6 h，1990年代偏少70 h，2000—2009年偏多78.9 h。圖1所示，1984年以前的年日照時數(shù)基本都在平均值（2 690.0 h）以上，呈遞減趨勢；從1984年開始，年日照時數(shù)在平均值以下，到1985年前后達到最低值，1999年以后，年日照時數(shù)有所增加，但仍然在趨勢線以下。

2.1.2 不同季節(jié)日照時數(shù)的年代際變化 表1可見，小二溝地區(qū)各季節(jié)日照總時數(shù)都具有不同程度的波動，春季日照時數(shù)的突變發(fā)生在20世紀80年代，夏季日照時數(shù)平均值較高，90年代后開始有較明顯的上升，秋季日照時數(shù)近53 a來變化不明顯，冬季50—70年代日照時數(shù)平均值較高，之后日照時數(shù)明顯下降，減少幅度較大。各季節(jié)日照時數(shù)總的變化趨勢是不相同的，較明顯的是冬季的日照時數(shù)從20世紀50年代至2015年一直處于下降的趨勢。

表1 小二溝地區(qū)1957—2010年日照時數(shù)季節(jié)年代際變化

2.1.3 季日照時數(shù)逐年變化 1957—2010年小二溝地區(qū)，夏、秋季日照時數(shù)呈增加趨勢，春、冬季呈減少趨勢，春、夏、秋、冬各季的氣候傾向率依次為-0.5，0.2，0.1，-0.7 h/a，53 a中日照時數(shù)減少最多的是冬季。各季日照時數(shù)年際變化振幅以冬季最大。平均日照時數(shù)春季最多為793.00 h，冬季最少為555.45 h，相差237.55 h。冬季日照時數(shù)變化趨勢線的相關系數(shù)通過了99%的置信度檢驗，即日照時數(shù)呈明顯下降趨勢；春季、夏季和秋季的趨勢擬合不能通過置信度檢驗，即日照無明顯變化。通過小二溝地區(qū)日照時數(shù)距平分析，20世紀80年代以前基本為正距平，20世紀90年代基本為負距平，20世紀90年代以后基本為正距平。

2.2 云量變化分析

2.2.1 低云量變化分析 小二溝地區(qū)年平均低云量1.6成，圖3給出1957—2010年低云量變化曲線，總體呈下降趨勢。1957—1980年呈下降趨勢，1979年降為峰值，是53 a來云量最低的，為1.0成；1980—1986年在平均值附近波動；1987—2010年呈下降趨勢，1998年升為這一期間的峰值，為1.8成，偏多；1999年以后呈波動式下降，2007年再次降低，為1.2成。按年代際分析，1957—1960年偏多0.6成，20世紀60年代偏多0.2成，20世紀70年代偏少0.3成，20世紀80年代偏少0.1成，20世紀90年代正常，2001—2010年呈上升趨勢。低云量平均每10 a減少0.1成。

2.2.2 總云量變化分析 小二溝地區(qū)年平均總云量4.9成，1957—2010年總云量變化，總體上呈下降趨勢。1957年是53a來最多年，為5.7成，偏多0.8成，1986年最少，為4.2成，偏少0.7成。按年代際分析，1957—1960年偏多0.6成，20世紀60年代偏多0.3成，20世紀70年代略偏多0.04成，20世紀80年代偏少0.2成，20世紀90年代偏少0.1成，2001—2010年呈上升趨勢。

通過α=0.05顯著性水平檢驗，近年來，總云量與日照時數(shù)相關系數(shù)為-0.41，低云量與日照時數(shù)相關系數(shù)為-0.29，以負相關為主，云量有增多的趨勢，造成小二溝地區(qū)日照時數(shù)減少，說明云量也是造成日照減少的主要因素。

2.3 氣候突變分析

從年平均日照百分率累積距平變化（圖4）可以看出：年平均日照百分率累積距平曲線最大值為37.7%，出現(xiàn)在1981年，這次轉(zhuǎn)折是日照百分率從偏多期轉(zhuǎn)為偏少期，最小值為-5.37%，出現(xiàn)在1998年，這次轉(zhuǎn)折是日照百分率從偏少期轉(zhuǎn)為偏多期。

通過信噪比檢驗可以看出：S/N＞1的年份有1981年和1998年，1981年后日照百分率下降，1998年后日照百分率上升。所以，1981年和1998年為氣候突變年份。

2.4 成因分析

研究表明，在過去100 a中全球氣溫平均上升了0.3～0.6℃；近50 a升溫幅度為10 a升高0.15℃[6]，溫度不斷升高，日照時數(shù)不斷下降，全國大部分地區(qū)都存在這一現(xiàn)象[7]。小二溝地區(qū)日照時數(shù)減少，云量也是造成日照減少的主要因素。冬季日照時數(shù)下降的趨勢較明顯，可能是由于近年來小二溝冬季煙霧的影響。也要意識到工業(yè)化給我們?nèi)粘Ｉ顜肀憷耐瑫r也污染了我們周圍的環(huán)境。大氣中的氣溶膠顆粒物、氮氧化合物、碳氧化合物、光化學煙霧等空氣污染物明顯增多，這些污染物不僅影響水平視程，減小水平能見度距離，且能吸收和散射太陽輻射，減少到達地面的太陽輻射[8]，使日照時數(shù)減少。

3 小結(jié)

第一，從日照時數(shù)的年際變化看，20世紀80、90年代變化振幅比較大，總體基本呈現(xiàn)遞減趨勢，日照時數(shù)的年際變化存在季節(jié)差異，冬季下降趨勢顯著，春、夏和秋季相對不是很明顯。第二，從低云量及總云量20世紀90年代的變化趨勢來看，通過檢驗，總云量與日照時數(shù)相關系數(shù)為-0.41，低云量與日照時數(shù)相關系數(shù)為-0.29，以負相關為主，云量有增多的趨勢，小二溝地區(qū)日照時數(shù)減少，說明云量也是造成日照減少的主要因素。第三，通過信噪比檢驗，1981年和1998年為氣候突變年份，1981年后日照百分率下降，1998年后日照百分率上升，1998年為日照最少年。第四，近年來，大氣污染物的增多，影響水平能見度，也是使日照時數(shù)減少的主要因素。

參考文獻：

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［7］陳優(yōu)平，余志豪.嘉興市高溫和夏季降水的氣候特征分析［J］.氣象科學，2005，25（2）：118-123.

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