李全平 高君元 朱寶文

摘要 利用祁連山中部腹地門源、祁連、托勒、野牛溝4站1961—2013年逐月日照時數(shù)，采用線性傾向估計、滑動平均、Mann-Kendall檢驗等方法，分析近53年祁連山地區(qū)日照時數(shù)變化特征及影響因子。結(jié)果表明，53年來祁連山地區(qū)年日照時數(shù)呈減少趨勢，減少幅度為14.35 h/10 a，最高值與最低值的差值為316.8 h。20世紀70年代末—90年代初期為日照時數(shù)偏多的年份， 21世紀以來年日照時數(shù)偏少。5月份年內(nèi)日照時間最長，2月份年內(nèi)日照時間最短。光照時間的長短受海拔、緯度及太陽高度角的影響最大。連陰雨天氣對日照時數(shù)影響最為明顯。

關鍵詞 日照時數(shù)；變化特征；祁連山地區(qū)

中圖分類號 S161.2 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）01-0178-03

Climate Change Characteristics of Sunshine Hours in Qilian Mountains Area

LI Quanping1， GAO Junyuan1， ZHU Baowen2

（1. Haiyan County Meteorological Bureau， Haiyan， Qinghai 812200；2. Xining Meteorological Station， Xining， Qinghai 810003）

Abstract By using monthly sunshine hours of Menyuan， Qilian， Tuole， Yeniugou in central hinterland of Qianlian Mountains area during 1961-2013， adopting methods of linear tendency estimation， moving average， MannKendall test， the variation features of sunshine hours and influential factors were analyzed. The sunshine hours of 53 years in Qilian Mountains area showed a decreasing trend with an amplitude of 14.35 h/10 a， the difference between the highest and lowest value was 316.8 h. From the end of 1970s to the early 1990s， sunshine hours in Qilian Mountains area was more than that of 21st Century. May was the longest month in sunshine hours during the year while Feb. was the shortest. The duration of illumination is influenced significantly by altitude， latitude and solar altitude. The effect of continuous rainy weather on sunshine hours is the most obvious.

Key words Sunshine hours；Variation features；Qilian Mountains area

日照及太陽能是自然界獲取能源的最主要方式，是影響氣候變化的一個重要因素，對各地天氣和氣候的形成具有決定性作用。近年來，隨著氣候的變暖、城市的發(fā)展和人為污染物排放的加劇，各地日照時間的長短發(fā)生了巨大的變化。國內(nèi)外學者分別從日照時數(shù)減少因子[1-3]、日照時數(shù)變化特征[4-7]、太陽能資源空間分布[8-12]、太陽能資源評估[13-16]等方面對各地的日照及太陽能資源的變化情況進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，太陽能的高值中心和低值中心均處于22°～35°N，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心，太陽年輻射總量西部地區(qū)高于東部地區(qū)；日照時數(shù)的區(qū)域性下降不是氣溶膠的間接效應引起的，很可能是地形和盛行風向的共同作用所致，與14：00總云量增多以及霧、輕霧日數(shù)增多有關。這些研究都是從大尺度角度對日照時數(shù)的變化及分布進行的，但有關西北部偏遠地區(qū)尤其是對祁連山地區(qū)日照及太陽能的研究鮮見報道。筆者選取祁連山中部腹地門源、祁連、托勒、野牛溝4站1961—2013年日照資料，分析近53年祁連山地區(qū)日照時數(shù)變化特征，以期為該地區(qū)太陽能資源的評估、開發(fā)利用提供科學依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

祁連山地區(qū)地處青海省東北部與甘肅省西部之間（94°10′～103°04′E、35°50′～39°19′N），平均海拔4 000～5 000 m，由門源縣、祁連縣、托勒鄉(xiāng)、野牛溝鄉(xiāng)組成（圖1），托勒、野牛溝兩地以草原為主，門源全區(qū)以耕地為主，農(nóng)作物以油菜、青稞為主。

1.2 資料來源與分析方法 所用資料為1961—2013年門源、祁連、托勒、野牛溝4個氣象站逐月日照時數(shù)。基于祁連山地區(qū)4個氣象站實測數(shù)據(jù)，采用線性傾向估計、滑動平均、Mann-Kendall突變等方法，對近53年祁連山地區(qū)日照時數(shù)變化特征進行分析。

2 日照時數(shù)變化特征分析

2.1 年際變化

由圖2可知，1961—2013年祁連山地區(qū)日照時數(shù)表現(xiàn)為日照多寡交替出現(xiàn)，整體呈減少趨勢，減少幅度為14.35 h/10 a；日照時數(shù)年總量最高值為2 933.9 h，出現(xiàn)在1997年，最低值為2 617.1 h，出現(xiàn)在1993年，最高值與最低值的差值為316.8 h。從滑動平均曲線來看，近53年日照時數(shù)變化的階段性較強，20世紀60年代中期—70年代中期、80年代末—90年代中期、21世紀以來祁連山地區(qū)年日照時數(shù)呈現(xiàn)較大的減少趨勢，第1階段減少幅度最大，其次是第2階段。20世紀70年代后期—80年代初、90年代中期—2000年呈現(xiàn)短暫的快速上升趨勢，2個階段相比年日照時數(shù)增加的幅度基本相同。從不同年代年日照時數(shù)總量來看，20世紀70年代末—90年代初期日照時數(shù)偏多，均高于多年平均值；21世紀以來年日照時數(shù)偏少，遠低于多年平均值。

2.2 年內(nèi)變化

從圖3可知，近53年祁連山地區(qū)各月日照

時數(shù)多年平均值變化并不明顯，5月份年內(nèi)日照時間最長，月

平均值為249.1 h，2月份日照時間最短，為204.8 h，2個極值之間的差值為44.3 h。祁連山地區(qū)的雨季在5—9月份，7月份降水最為集中，平均月降水極值達99.5 mm，但7月份日照時數(shù)減少并不明顯，這主要是由于高原地區(qū)多雷陣雨天氣，生成與消退時間較快。9月份祁連山地區(qū)多陰雨天氣，因此9月份降水量雖為58.1 mm，但對日照時數(shù)影響明顯，可見降水量與日照時數(shù)的關系不明顯。低云量與降水量的關系明顯，7月份平均低云量最大時，降水量最大。3月份晴天日數(shù)最多，5月份晴天日數(shù)最少，但由于太陽直射點的移動，5月份光照時數(shù)最長，8月份晴天日數(shù)最多，對應的光照時間最長。秋季受晝短夜長變化的影響，11月份晴天日數(shù)雖最多但10月份光照時間最長。12月份晴天日數(shù)最多、光照時間最長。由此可見，光照時間的長短受海拔、緯度及太陽高度角的影響最大。

2.3 局地變化

由圖4可知，祁連山地區(qū)西北部托勒日照時數(shù)呈增加趨勢，其氣候傾向率為14.06 h/10 a，年日照時數(shù)在2 800.0 h以上，平均光照時間為7.7 h/d；野牛溝、祁連、門源日照時數(shù)變化趨勢呈減少趨勢，野牛溝日照時數(shù)減少趨勢與其他兩地相比變化平緩，減少幅度不大，門源減少趨勢最明顯，氣候傾向率為43.81 h/10 a，年日照時數(shù)在2 250.0 h以上，平均光照時間為6.2 h/d，比托勒每天少近2.0 h。

由于托勒為研究區(qū)海拔最高的臺站，空氣稀薄，塵埃少，大氣透明度好，對太陽輻射削弱作用小，因此光照時間比其他3個站點都長。

2.4 突變特征

從圖5可看出，20世紀60年代初—70年代中期祁連山地區(qū)日照時數(shù)減少趨勢明顯，1975年減少趨勢超過0.05臨界線，UF和UB曲線在這期間共有6個交點，前5個交點相交后并沒有超過0.05臨界線，僅1975年相交后超過0.05臨界線，所以確定1975年為突變開始年。 20世紀70年代中期—90年代初UF和UB曲線上升，沒有出現(xiàn)交點；20世紀90年代初—2000年雖出現(xiàn)3個交點，但未超過臨界線。

3 太陽能資源利用前景分析

從圖2可以看出，祁連山地區(qū)年日照時數(shù)均在2 780.0 h附近波動，根據(jù)全國各地太陽能總輻射量與年平均日照當量表對照可知，祁連山地區(qū)太陽能資 源豐富，尤其是托勒。但目前祁連山地區(qū)對太陽能的利用局限于太陽能熱水器、溫室、太陽灶等光熱的利用。利用太陽能資源發(fā)電這種簡單、節(jié)能、環(huán)保的太陽能利用方式，適合在祁連山地區(qū)大面積推廣。

4 結(jié)論

（1）1961—2013年祁連山地區(qū)日照時數(shù)以多寡交替的

形式整體呈減少趨勢，減少幅度為14.35 h/10 a。近53年日照時數(shù)變化的階段性較強，主要分20世紀60年代中期—70年代中期、80年代末—90年代中期、21世紀以來3個階段，第1階段日照時數(shù)減少幅度最大。70年代末—90年代初期

為日照時數(shù)偏多的年份，21世紀以來為日照時數(shù)偏少的年份。1975年祁連山地區(qū)日照時數(shù)產(chǎn)生由多到少的突變。

（2） 祁連山地區(qū)5月份日照時數(shù)最長，2月份日照時數(shù)最短。7月份降水最為集中，平均月降水極值達99.5 mm，但7月份日照時數(shù)減少并不明顯，9月份降水量雖為58.1 mm，但日照時數(shù)全年排倒數(shù)第二。連陰雨天氣對日照時數(shù)影響最為明顯。

（3） 53年間日照時數(shù)變化幅度及光照時間最長的為托

勒站，其次是野牛溝、門源、祁連。光照時間的長短受海拔、緯度及太陽高度角的影響最大。

安徽農(nóng)業(yè)科學 2017年

參考文獻

[1]

王釗，彭艷，白愛娟，等.近60年西安日照時數(shù)變化特征及其影響因子分析[J].高原氣象，2012，31（1）：185-192.

[2] 李玉娥，李忠琦，王紅雁.保定市近55a日照時數(shù)的變化特征及影響因子分析[J].黑龍江氣象，2010，27（3）：14-17.

[3] 覃崢嶸.南寧日照時數(shù)減少的氣候特征及成因分析[J].廣西氣象，1999，20（2）：38-40.

[4] 虞海燕，劉樹華，趙娜，等.我國近59年日照時數(shù)變化特征及其與溫度、風速、降水的關系[J].氣候與環(huán)境研究，2011，16（3）：389-398.

[5] 程曉輝，劉軍.邢臺地區(qū)40年來日照時數(shù)變化趨勢分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2012，40（1）：422-423，428.

[6] 陳少勇，張康林，邢曉賓，等.中國西北地區(qū)近47a日照時數(shù)的氣候變化特征[J].自然資源學報，2010，25（7）：1142-1152.

[7] 華維，范廣洲，周定文，等.青藏高原四季日照時數(shù)年際、年代際變化趨勢分析[J].自然資源學報，2009，24（10）：1810-1817.

[8] 周揚，吳文祥，胡瑩，等.西北地區(qū)太陽能資源空間分布特征及資源潛力評估[J].自然資源學報，2010，25（10）：1738-1749.

[9] 吳林榮，杜莉麗，王娟敏，等.陜北榆林地區(qū)太陽能資源空間分布特征及資源潛力評估[J].水土保持通報，2013，33（1）：238-242.

[10] 白明，王文，曲學斌，等.呼倫貝爾市近40年太陽能資源空間分布特征[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2014（2）：74-75.

[11] 閆加海，張冬峰，安煒，等.山西省太陽能資源時空分布特征及利用潛力評估[J].干旱氣象，2014，32（5）：712-718.

[12] 楊富程，孫周，韓二紅.拉薩地區(qū)太陽能資源變化特征分析及評估[J].可再生能源，2014，32（12）：1791-1796.

[13] 朱飆，李春華，方鋒.甘肅省太陽能資源評估[J].干旱氣象，2010，28（2）：217-221.

[14] 韓世濤，劉玉蘭，劉娟.寧夏太陽能資源評估分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2010，24（8）：131-135.

[15] 曾燕，王珂清，謝志清，等.江蘇省太陽能資源評估[J].大氣科學學報，2012，35（6）：658-663.

[16] 馬全濤，楊華，謝運華.太陽能資源評估及其開發(fā)利用探討[J].科技創(chuàng)新導報，2010（19）：23.