陳裕，陸燕華，范正義，胡敬喜

（馬鞍山市氣象局，安徽馬鞍山 243000）

近56年馬鞍山市日照時(shí)數(shù)氣候變化特征分析

陳裕，陸燕華，范正義，胡敬喜

（馬鞍山市氣象局，安徽馬鞍山 243000）

利用馬鞍山站1960－2015年日照時(shí)數(shù)、云量、降水等資料，采用M－K檢驗(yàn)、線性趨勢(shì)分析等統(tǒng)計(jì)方法，分析了馬鞍山日照時(shí)數(shù)年、季變化特征以及可能影響日照時(shí)數(shù)的氣象因子的變化特征，結(jié)果表明：馬鞍山年日照時(shí)數(shù)呈顯著減少的趨勢(shì)，平均每10年減少74.0h，除春季日照時(shí)數(shù)變化不明顯外，其他季節(jié)日照時(shí)數(shù)顯著減少。年日照時(shí)數(shù)在1994年附近發(fā)生突變。云量和降水量是影響日照時(shí)數(shù)的因素，日照時(shí)數(shù)的顯著下降與年降水量的增強(qiáng)關(guān)系密切，而與年平均總云量的減少無(wú)關(guān)。

日照時(shí)數(shù)；氣候傾向率；Mann－Kendall檢驗(yàn)；馬鞍山

日照是太陽(yáng)輻射最直接的表現(xiàn)形式，是反映氣候狀況的重要因素。日照時(shí)數(shù)的多少直接影響到地球表面所接收的能量。了解日照的氣候特征和變化趨勢(shì)，對(duì)合理布局農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)有著重要作用［1］。任國(guó)玉［2］等通過(guò)研究指出，全國(guó)日照時(shí)數(shù)具有明顯下降的趨勢(shì)，變化速率為－37.6h.（10a）－1，且日照減少主要發(fā)生在中國(guó)東南部，減少最明顯的地區(qū)是華北和華東地區(qū)。虞海燕［3］等研究指出，全國(guó)四季日照時(shí)數(shù)沿海地區(qū)減少速度要快于內(nèi)陸。何彬方［4］等研究表明近50a安徽省日照時(shí)數(shù)的顯著減少與水汽壓的增加、能見度的下降以及雨量和雨日增加關(guān)系密切。許多學(xué)者對(duì)當(dāng)?shù)氐娜照兆兓卣骷坝绊懸?/p>

素進(jìn)行了分析研究［5－15］，均表明日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)。然而，針對(duì)馬鞍山的定位研究甚少。

馬鞍山市位于長(zhǎng)江下游，安徽省東部，屬北亞熱帶濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候，具有季風(fēng)明顯，四季分明，氣候溫暖濕潤(rùn)，雨熱同季，雨量充足、無(wú)霜期長(zhǎng)等特點(diǎn)。本文利用馬鞍山近56年日照時(shí)數(shù)資料，對(duì)其變化特征進(jìn)行分析，以揭示其氣候變化的事實(shí)，并簡(jiǎn)要分析其影響因子，從而為更科學(xué)地開發(fā)利用太陽(yáng)能資源，合理調(diào)整工農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)等提供參考。

1 資料來(lái)源與分析方法

1.1 資料

選取馬鞍山市國(guó)家基本氣象站1960—2015年逐年、月日照時(shí)數(shù)、云量、降水等資料進(jìn)行分析。四季劃分采用氣象學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)：3～5月為春季，6～8為夏季，9～11為秋季，12月至次年2月為冬季。多年平均值取1981—2010年的30年平均值。

1.2 分析方法

1.2.1 線性趨勢(shì)分析

氣象要素氣候傾向率采用一元線性回歸模型：y=a+bx，y為氣象要素，x為時(shí)間，b為線性趨勢(shì)項(xiàng)，b＞0表示呈上升趨勢(shì)，b＜0表示呈下降趨勢(shì)，b×10即為氣象要素每10年的氣候傾向率。

1.2.2 M－K檢驗(yàn)［16］

Mann－Kendall檢驗(yàn)法是一種非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，其優(yōu)點(diǎn)是不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，更適用于類型變量和順序變量，計(jì)算也比較簡(jiǎn)單。

2 日照時(shí)數(shù)變化特征分析

2.1 日照時(shí)數(shù)年變化特征

馬鞍山市1960—2015年日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)見圖1。由圖可知，近56年馬鞍山市年日照時(shí)數(shù)呈波動(dòng)性減少趨勢(shì)，減少速率為74.0h.（10a）－1，相關(guān)系數(shù)為－0.630，通過(guò)了0.01檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明年日照時(shí)數(shù)減少趨勢(shì)顯著。56年間日照時(shí)數(shù)共減少了414.4h，多年平均為1878.7h，其中日照最多的是1966年的2378.6h，年日照最少的是2010年的1558.6h，兩者相差了820.0h，說(shuō)明年際間的振幅是相當(dāng)大的。1990年以前為日照偏多期，只有1960、1970、1975、1980、1982、1985、1989年這7年日照時(shí)數(shù)略低于多年平均值；2001年以后為日照偏少期，僅2004、2011、2013年年日照時(shí)數(shù)多于多年平均值，其余年份均少于多年平均值；1991—2000年為日照時(shí)數(shù)變化過(guò)渡期，期間日照時(shí)數(shù)波動(dòng)明顯，共有5年日照時(shí)數(shù)大于多年平均值。

圖1 1960～2015年馬鞍山市年日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)

2.2 日照時(shí)數(shù)季變化特征

馬鞍山市日照時(shí)數(shù)季變化趨勢(shì)見圖2，可以看出春季日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢(shì)，其氣候傾向率為7.9h.（10a）－1，相關(guān)系數(shù)為0.202，未通過(guò)0.10檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明增加趨勢(shì)不顯著。其余夏、秋、冬三季日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)與年變化相同，均呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率分別為－46.6h.（10a）－1、－14.3h.（10a）－1、－20.0h.（10a）－1，相關(guān)系數(shù)分別為－0.649、－0.321、－0.482，均通過(guò)0.05檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明減少趨勢(shì)顯著。

四季日照分布不均，春季多年平均日照時(shí)數(shù)為493.1h，日照最多在2011年，為645.8h，最少在2002年，為341.6h，相差304.2h。夏季多年平均日照時(shí)數(shù)為546.5h，日照最多在1966年，為834.0h，最少在2014年，為348.6h，相差達(dá)485.4h。秋季多年平均日照時(shí)數(shù)為463.7h，日照最多在1979年，為651.0h，最少在2000年，為350.3h，相差300.7h。冬季多年平均日照時(shí)數(shù)為377.5h，日照最多在1962年，為616.2h，最少在2000年，為271.9h，相差344.3h。56年間，春季日照增加了44.2h，夏、秋、冬三季日照分別減少了261.0h、80.1h、112.0h。

2.3 日照時(shí)數(shù)的突變分析

對(duì)1960—2015年馬鞍山市年日照時(shí)數(shù)進(jìn)行Mann－Kendall突變檢驗(yàn)（圖3），發(fā)現(xiàn)80年代以來(lái)日照呈下將趨勢(shì)，90年代后期開始這種下降趨勢(shì)明顯，超過(guò)了0.01的顯著性水平，表明馬鞍山年日照時(shí)數(shù)下降趨勢(shì)十分顯著。從UF和UB曲線交點(diǎn)的位置，確定馬鞍山年日照時(shí)數(shù)在90年代的減少是一種突變現(xiàn)象，具體開始時(shí)間為1994年。

圖2 1960～2015年馬鞍山市日照時(shí)數(shù)季變化趨勢(shì)

3 日照時(shí)數(shù)與氣象要素關(guān)系分析

3.1 日照與云量的關(guān)系

1960—2015年馬鞍山市年平均總云量變化趨勢(shì)見圖4，年日照時(shí)數(shù)與年總云量的相關(guān)系數(shù)為－0.309，可見呈負(fù)相關(guān)，年平均總云量大的年份日照時(shí)數(shù)就小，年平均總云量小的年份日照時(shí)數(shù)就大，說(shuō)明它是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一。56年來(lái)年平均總云量呈減少趨勢(shì)，其氣候傾向率為－0.1成.（10a）－1，相關(guān)系數(shù)為－0.268，通過(guò)0.05的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，而年日照時(shí)數(shù)也呈顯著減少趨勢(shì)，說(shuō)明云量的變化不是導(dǎo)致日照時(shí)數(shù)減少的因素。

圖3 1960～2015年馬鞍山市年日照時(shí)數(shù)Mann－Kendall突變檢驗(yàn)

3.2 日照與降水量的關(guān)系

1960—2015年馬鞍山市年降水量變化趨勢(shì)見圖5，年日照時(shí)數(shù)與年降水量的相關(guān)系數(shù)為－0.461，年降水量大的年份日照時(shí)數(shù)就小，年降水量小的年份日照時(shí)數(shù)就大，呈負(fù)相關(guān)。近56年來(lái)，馬鞍山年降水量呈增加趨勢(shì)，其氣候傾向率為29.7mm.（10a）－1，相關(guān)系數(shù)為0.196，未通過(guò)0.1的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明年降水量是影響日照時(shí)數(shù)的因素之一，也是造成年日照時(shí)數(shù)減少的因素之一。

圖4 1960～2015年馬鞍山市年平均總云量與年日照時(shí)數(shù)變化關(guān)系

4 結(jié)論

（1）56年來(lái)，馬鞍山市年日照時(shí)數(shù)呈顯著減少趨勢(shì)，減少速率為74.0h.（10a）－1，56年間日照時(shí)數(shù)共

減少了414.4h。日照時(shí)數(shù)多年平均為1878.7h，其中日照最多的是1966年的2378.6h，年日照最少的是2010年的1558.6h，兩者相差了820.0h。

圖5 1960～2015年馬鞍山市年降水量與年日照時(shí)數(shù)變化關(guān)系

（2）馬鞍山市春季日照時(shí)數(shù)呈增加趨勢(shì)，但不顯著。夏、秋、冬三季日照時(shí)數(shù)均呈顯著性減少趨勢(shì)。

（3）通過(guò)對(duì)馬鞍山市年日照時(shí)數(shù)進(jìn)行Mann－Kendall突變檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)年日照時(shí)數(shù)在1994發(fā)生由多到少的突變。

（4）56年來(lái)，馬鞍山市年平均總云量呈減少趨勢(shì)，年降水量呈增加趨勢(shì)。年平均總云量和年降水量是影響日照時(shí)數(shù)的因素，年日照時(shí)數(shù)的顯著下降與年降水量的增強(qiáng)關(guān)系密切，而與年平均總云量的減少關(guān)系不密切。

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Climate Change Characteristics of Sunshine Duration in Maanshan City in Recent 56 Years

Chen Yu,Lu Yanhua,Fan Zhengyi,Hu Jingxi
(Maanshan Municipal Meteorological Service,Maanshan,Anhui 243000)

Based on the date of sunshine duration,cloud cover,precipitation of Maanshan from 1960 to 2015,the annual,seasonal trend of the sunshine duration and the trend variation of meteorological factor of impacting on sunshine duration were analyzed by using the M-K test and linear trend.The results show that,the annual sunshine duration has shown a significant decreasing tendency during recent 56 years with a decreasing rate of 74.0h.(10a)-1.Except no obvious trend in spring,the obvious decreasing trend occurred in other seasons.There was an abrupt change in 1994,with the annual sunshine duration decreasing rapidly.The decrease of sunshine duration is mainly caused by the significant increase in annual precipitation.The annual mean total cloud amount is decreasing and exerting less influence on the decreasing trends in the annual sunshine duration.

sunshine duration;trend rate of climate;M-K test;Maanshan City

P46

A

1673-8411（2016）03-0087-04

2016-05-11

陳裕（1988—），男，江蘇啟東人，本科，助理工程師，主要從事氣象測(cè)報(bào)工作。