雷霆 白楊 張丹丹 張軍

摘要 對(duì)比分析印江縣2019年人工和自動(dòng)日照數(shù)據(jù)，得出如下結(jié)論：（1）印江縣2019年觀測(cè)到人工日照972.9 h，自動(dòng)日照993.7 h，人工和自動(dòng)日照時(shí)數(shù)均是1月最少，8月最多;（2）印江縣2019年逐日人工日照0 h天數(shù)為206 d，自動(dòng)日照0 h天數(shù)為181 d，人工日照時(shí)數(shù)與自動(dòng)日照時(shí)數(shù)呈明顯正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.98;（3）印江縣2019年日照時(shí)數(shù)為1 045.8 h，日平均日照為2.87 h，8月日照時(shí)數(shù)最多為193.8 h，逐月訂正值在0.5～9.6 h;（4）印江縣2019年人工與自動(dòng)日照均是春季日照時(shí)數(shù)最少，秋季日照時(shí)數(shù)最多，夏季和秋季自動(dòng)日照時(shí)數(shù)高于人工日照，春季和冬季自動(dòng)日照時(shí)數(shù)低于人工日照，即在夏季和秋季光電式日照計(jì)靈敏性和分辨率高于暗筒式日照計(jì)。

關(guān)鍵詞 日照;相關(guān)系數(shù);訂正值

中圖分類號(hào)：P412.14 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095–3305（2020）08–0–02

Abstract By comparing and analyzing the artificial and automatic sunshine data of Yinjiang County in 2019， the following conclusions are drawn ：（1） In 2019， 972.9 hours of artificial sunshine and 993.7 hours of automatic sunshine were observed in Yinjiang County. The hours of artificial and automatic sunshine were both the least in January and the most in August. （2） In 2019， there were 206 days of artificial sunshine and 181 days of automatic sunshine on a daily basis in Yinjiang County. There was a significant positive correlation between artificial sunshine hours and automatic sunshine hours， and the correlation coefficient was 0.98. （3） The sunshine hours of Yinjiang County in 2019 are 1 045.8 h， the daily average sunshine hours are 2.87 h， the maximum sunshine hours in August are 193.8 h， and the monthly fixed value is between 0.5 and 9.6 h; （4） In 2019， both artificial and automatic sunshine in Yinjiang County are the least in spring， and the most in autumn. The automatic sunshine hours in summer and autumn are higher than artificial sunshine hours， and the automatic sunshine hours in spring and winter are lower than artificial sunshine hours. That is to say， the sensitivity and resolution of photoelectric daylight meter in summer and autumn are higher than that of dark cartridal daylight meter.

Key words Sunshine; Correlation coefficient; Correction value

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.034

日照觀測(cè)為地面氣象觀測(cè)工作的要素之一。目前，全國大部分臺(tái)站仍以人工器測(cè)方式為主。新型自動(dòng)日照計(jì)因跟蹤架基本是時(shí)鐘控制或直流電機(jī)控制，跟蹤太陽的準(zhǔn)確度不高，誤差較大，使用該儀器獲取的日照資料達(dá)不到準(zhǔn)確性的要求，無法取代人工日照觀測(cè)。通過對(duì)比分析日照自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)與人工觀測(cè)數(shù)據(jù)，提出新型自動(dòng)氣象站設(shè)備配置和測(cè)報(bào)軟件方面存在的問題及具體的改進(jìn)建議，達(dá)到日照自動(dòng)觀測(cè)能穩(wěn)妥可靠地取代人工觀測(cè)的目的。目前，國內(nèi)氣象部門除了在較高緯度地區(qū)使用聚焦式日照計(jì) （又稱康培司托克式日照計(jì)）記錄日照時(shí)數(shù)外，大部分地區(qū)使用暗筒式日照計(jì)（又稱喬唐式日照計(jì)），仍需要人工涂藥、換紙和畫線記錄，與現(xiàn)代化觀測(cè)的發(fā)展要求不相匹配。根據(jù)日照時(shí)數(shù)定義，直接測(cè)量直接輻射的輻照度是最準(zhǔn)確的，但對(duì)跟蹤裝置要求較高，同時(shí)上下午需至少對(duì)光點(diǎn)1次[1]。張緯敏等[2]研究發(fā)現(xiàn)，直射表跟蹤不準(zhǔn)的差值比暗筒式日照計(jì)閾值不準(zhǔn)的誤差還大。劉娜等[3]研究發(fā)現(xiàn)，直接輻射表比暗筒式日照計(jì)觀測(cè)記錄平均偏低0.51 h?？傮w來講，人工觀測(cè)數(shù)據(jù)與自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)仍然存在差異，但自動(dòng)觀測(cè)是未來發(fā)展的趨勢(shì)，只有進(jìn)行對(duì)比分析，不斷修正誤差值，才能使其達(dá)到日照自動(dòng)觀測(cè)能穩(wěn)妥可靠取代人工觀測(cè)的目的[4-5]。

1 資料與方法

通過對(duì)印江縣2019年人工與自動(dòng)日照進(jìn)行對(duì)比分析，訂正印江縣2019年逐日自動(dòng)日照，并作相關(guān)分析，統(tǒng)計(jì)逐月、各個(gè)季節(jié)的自動(dòng)日照訂正值。

2 研究成果

2.1 印江縣逐日日照特征

對(duì)印江縣2019年1—12月逐日人工和自動(dòng)日照進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，人工日照0 h天數(shù)為206 d，自動(dòng)日照0 h天數(shù)為181 d;7月、8月人工日照出現(xiàn)0 h天數(shù)最多，為27 d，8月自動(dòng)日照出現(xiàn)0 h天數(shù)最多（27 d）;印江縣人工日照2019年日平均日照時(shí)數(shù)是2.67 h，1月日平均日照時(shí)數(shù)最少（0.14 h），8月日平均日照時(shí)數(shù)最多（5.95 h）;自動(dòng)日照2019年日平均日照時(shí)數(shù)是2.72 h，1月日平均日照時(shí)數(shù)最少（0.15 h），8月日平均日照時(shí)數(shù)最多（6.13 h）。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，印江縣2019年人工觀測(cè)日照6月3日出現(xiàn)最長日照時(shí)數(shù)12.5 h，自動(dòng)觀測(cè)日照7月3日出現(xiàn)最長日照11.9 h，對(duì)2019年印江縣逐日人工日照時(shí)數(shù)與自動(dòng)日照時(shí)數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)二者呈明顯的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=0.98，達(dá)到了顯著性檢驗(yàn)水平。

統(tǒng)計(jì)分析人工和自動(dòng)觀測(cè)日照大于0 h天數(shù)，對(duì)人工與自動(dòng)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)做差值處理，人工日照與自動(dòng)日照差值在-3.9～3.2，其中有97 d人工日照時(shí)數(shù)高于自動(dòng)日照時(shí)數(shù)即逐日人工日照與自動(dòng)日照的差值為正值，合計(jì)52.1 h;有101 d人工日照時(shí)數(shù)低于自動(dòng)日照時(shí)數(shù)即逐日人工日照與自動(dòng)日照的差值為負(fù)值，合計(jì)72.9 h，只有8 d人工日照時(shí)數(shù)與自動(dòng)日照時(shí)數(shù)相同（圖1），即在逐日日照觀測(cè)數(shù)據(jù)中，光電式數(shù)字日照計(jì)觀測(cè)到的自動(dòng)日照敏感度更高。

按照人工日照與自動(dòng)日照的逐日差值對(duì)自動(dòng)日照時(shí)數(shù)進(jìn)行訂正，即以正值訂正自動(dòng)日照時(shí)數(shù)形成訂正日照值。對(duì)訂正后印江縣2019年日照時(shí)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，印江縣2019年日照時(shí)數(shù)為1 045.8 h，日平均日照為2.87 h;逐月日照時(shí)數(shù)為5～193.8 h，8月日照時(shí)數(shù)最多（193.8 h），1月日照時(shí)數(shù)最少（5 h），秋季出現(xiàn)日照時(shí)數(shù)最多，逐月訂正值在0.5～9.6 h，訂正后逐月日平均日照時(shí)數(shù)在0.16～6.25 h。對(duì)印江縣2019年人工日照、自動(dòng)日照、訂正自動(dòng)日照進(jìn)行對(duì)比，訂正后的自動(dòng)日照值按照人工與自動(dòng)日照差值正值進(jìn)行訂正，所以日照時(shí)數(shù)曲線是最高的。

2.2 印江縣逐月日照特征

對(duì)印江縣2019年1—12月逐月人工觀測(cè)日照和自動(dòng)觀測(cè)日照值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，全年觀測(cè)到人工日照972.9 h，自動(dòng)日照993.7 h，印江縣2月、9月、10月、11月、12月人工日照時(shí)數(shù)值比自動(dòng)日照時(shí)數(shù)值高0.5～8.1 h，其中11月人工日照比自動(dòng)日照高8.1 h;1月、3—8月人工日照時(shí)數(shù)值比自動(dòng)時(shí)數(shù)值低0.1～12.2 h，其中7月人工日照比自動(dòng)日照低12.2 h。由此可表明，2月、9月、10月、11月、12月人工日照時(shí)數(shù)高于自動(dòng)日照時(shí)數(shù)，即這5個(gè)月暗筒式日照計(jì)觀測(cè)到的日照敏感度更高，其余月份光電式數(shù)字日照計(jì)觀測(cè)的日照敏感度更高。

印江縣2019年1—12月逐月人工日照時(shí)數(shù)是4.4～184.4 h，其中1月日照時(shí)數(shù)最少（4.4 h），8月日照時(shí)數(shù)最多（184.4 h）;逐月自動(dòng)日照時(shí)數(shù)是4.5～190.1 h，與人工日照相同，1月日照時(shí)數(shù)最少（4.5 h），8月日照時(shí)數(shù)最多（190.1 h）。

2.3 印江縣各季節(jié)日照特征

印江縣2019年人工日照春季日照時(shí)數(shù)最少（108.4 h），秋季日照時(shí)數(shù)最多（472.2 h）;印江縣2019年自動(dòng)日照春季日照時(shí)數(shù)最少（108.4 h），秋季日照時(shí)數(shù)最多（486.2 h）;夏季和秋季自動(dòng)日照時(shí)數(shù)高于人工日照，春季和冬季自動(dòng)日照時(shí)數(shù)低于人工日照。即在夏季和秋季光電式日照計(jì)觀測(cè)到的日照敏感度更高，春季和冬季暗筒式日照計(jì)觀測(cè)到的日照敏感度更高。

3 研究結(jié)論

印江縣2019年觀測(cè)到人工日照972.9 h，自動(dòng)日照993.7 h，人工和自動(dòng)日照時(shí)數(shù)均是1月最少，8月日照時(shí)數(shù)最多。

印江縣2019年逐日的人工日照0 h天數(shù)出現(xiàn)206 d，自動(dòng)日照0 h天數(shù)出現(xiàn)181 d。人工和自動(dòng)日照均在8月出現(xiàn)0 h天數(shù)最多（27 d），且8月日平均日照時(shí)數(shù)最多。人工日照時(shí)數(shù)與自動(dòng)日照時(shí)數(shù)呈明顯的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.98。

本項(xiàng)目將印江縣2019年人工日照與自動(dòng)日照的日差值正值作為訂正值，對(duì)逐日自動(dòng)日照數(shù)據(jù)進(jìn)行訂正，形成訂正日照數(shù)據(jù)，印江縣2019年日照時(shí)數(shù)為1 045.8 h，日平均日照為2.87 h， 8月日照時(shí)數(shù)最多（193.8 h），統(tǒng)計(jì)出逐月訂正值在0.5～9.6 h。

印江縣2019年人工與自動(dòng)日照均是春季日照時(shí)數(shù)最少，秋季日照時(shí)數(shù)最多;夏季和秋季自動(dòng)日照時(shí)數(shù)高于人工日照，春季和冬季自動(dòng)日照時(shí)數(shù)低于人工日照，即在夏季和秋季光電式日照計(jì)靈敏性和分辨率高于暗筒式日照計(jì)。

根據(jù)以上研究結(jié)果，認(rèn)為春季和冬季應(yīng)該按照訂正值對(duì)自動(dòng)日照進(jìn)行訂正，使日照數(shù)據(jù)代表性更高。

參考文獻(xiàn)

[1] 氣象局.地面氣象觀測(cè)規(guī)范[J].北京：氣象出版社，2003（3）：56–59.

[2] 張緯敏，譚月香.日照計(jì)測(cè)量誤差探討[J].氣象，2000，26（5）：17–19.

[3] 劉娜，任芝花，余予.直接輻射表與日照計(jì)觀測(cè)日照時(shí)數(shù)的差異評(píng)估[J].氣象，2015，41（1）： 68–75.

[4] 孟慶勇，旺堆.DZZ5新型自動(dòng)站直射表日照觀測(cè)與人工觀測(cè)對(duì)比[J].氣象科技，2015，43（3）： 417–421.

[5] 廖桉樺，顧人穎，王杰.暗筒式日照計(jì)與CSD3自動(dòng)日照儀數(shù)據(jù)對(duì)比分析[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018 （1）：88–90.

責(zé)任編輯：黃艷飛