燈塔市日照時數(shù)變化特征分析

李韋祿++安娟++徐立松++杜志國++劉志邦

摘要 為了解燈塔市生長季日照時數(shù)變化特征，合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源，更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，利用1981—2013年燈塔市日照時數(shù)資料，采用線性傾向估計法和積距平法法，分析燈塔市生長季日照時數(shù)的變化特征。結(jié)果表明：近33年燈塔市生長季日照時數(shù)平均為1 124.0 h，最大值為1982年的1 327.7 h，最小值為2010年的932.3 h。日照時數(shù)在3個年代中呈階梯狀減少，20世紀(jì)80年代最多，90年代次之，21世紀(jì)00年代最少，且僅此階段日照時數(shù)低于多年平均值。33年中生長季日照時數(shù)呈極顯著下降趨勢，減少速率是54.781 h/10年。突變分析顯示，燈塔市生長季日照時數(shù)在2002年附近發(fā)生突變，從多日照時段轉(zhuǎn)變成少日照時段。

關(guān)鍵詞 日照時數(shù)；變化特征；突變；遼寧燈塔

中圖分類號 P422.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）18-0236-02

農(nóng)作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)形成等均依賴于日照，日照是氣候形成的重要因素。很多學(xué)者對日照進(jìn)行了深入研究[1-2]。虞海燕等[3]對全國194個氣象站1951—2009年的日照時數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果表明：全國日照時數(shù)平均每10年減少36.9 h，呈現(xiàn)顯著減少趨勢，不同區(qū)域變化與全國保持一致。任國玉等[4]研究指出1956—2002年全國平均年日照時數(shù)具有明顯的下降趨勢，其變化速率為-37.6 h/10年。杜 軍等[5]研究指出近35年西藏年日照時數(shù)表現(xiàn)為極顯著的減少趨勢，平均每10年減少34.1 h。

燈塔市地處遼寧省中部，隸屬于遼陽市，是遼寧省中部的一座縣級市。燈塔市面積1 332.51 km2，人口51.24萬人，是重要的商品糧產(chǎn)地和淡水魚養(yǎng)殖基地。關(guān)于燈塔市氣候變化的研究鮮見報道，基于此，為了合理利用光能資源，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，該文對燈塔市日照時數(shù)的變化特征和趨勢進(jìn)行分析。

1 資料與方法

1.1 資料來源

該文所用資料來源于遼陽市氣象局1981—2013年逐月日照時數(shù)觀測資料。多年平均值是指1981—2013年33年的平均值。生長季是指5—9月，對5—9月日照時數(shù)求和，建立生長季日照時數(shù)的時間序列，以此作為研究對象。年代劃分：1981—1990年為20世紀(jì)80年代，1991—2000年為90年代，2001—2010年為21世紀(jì)00年代。

1.2 研究方法

1.2.1 線性傾向估計[6]。以日照時數(shù)為因變量，時間為自變量，建立一元線性回歸方程xi=a+bti，如果b<0，表示日照時數(shù)呈下降趨勢，反之則呈上升趨勢，b×10指氣候變化傾向率，用以表征日照時數(shù)上升或下降的速率，單位為h/10年。對相關(guān)系數(shù)r進(jìn)行顯著性檢驗，以判斷變化趨勢是否顯著。

1.2.2 累積距平法[7]。作為一種常用的、直觀的變化趨勢判斷方法，如果累積距平曲線呈下降趨勢，則表示距平值減小，反之則表示距平值增加。此外，累積距平曲線還可用于判斷長期顯著的演變趨勢及持續(xù)性變化，發(fā)生突變的大致時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長季日照時數(shù)的年際變化

由圖1可以看出，燈塔市生長季日照時數(shù)曲線的波動較大，最大值出現(xiàn)在1982年，為1 327.7 h，最小值出現(xiàn)在2010年，只有932.3 h，兩者相差395.4 h。33年平均日照時數(shù)為1 124.0 h，33年中有16年日照時數(shù)高于平均值，有17年日照時數(shù)低于平均值。33年來，生長季日照時數(shù)經(jīng)歷3個主要的減少階段：1982—1985年，1989—1998年，2000—2010年。2011—2013年，生長季日照時數(shù)呈上升趨勢，但后續(xù)趨勢還有待于觀察。

近33年燈塔市生長季日照時數(shù)氣候變化傾向率為 -54.781 h/10年，呈下降趨勢，相關(guān)系數(shù)為0.557，通過0.001水平顯著性檢驗。說明生長季日照時數(shù)以54.781 h/10年的速率在減少，且極為顯著。

2.2 生長季日照時數(shù)的年代際變化

由圖2可以看出，生長季日照時數(shù)在年代際間呈階梯式下降，20世紀(jì)80年代日照時數(shù)最高，平均為1 191.6 h；90年代大幅下降，平均為1 129.7 h；進(jìn)入21世紀(jì)后，日照時數(shù)再次出現(xiàn)大幅下降，低于多年平均值，為年代最少，平均為1 070.5 h。

由表1可以看出，20世紀(jì)80年代氣候變化傾向率為 -75.6 h/10年，小于0，說明這期間日照時數(shù)呈減少趨勢；20世紀(jì)90年代氣候變化傾向率為48.4 h/10年，大于0，說明這期間日照時數(shù)呈上升趨勢。21世紀(jì)初的10年的氣候變化傾向率為-99.6 h/10年，小于0，說明這期間日照時數(shù)又呈減少趨勢。但各階段減少或增加趨勢均不顯著。

2.3 生長季日照時數(shù)的突變分析

從圖3可以看出，1981—1991年累積距平曲線呈上升趨勢，日照時數(shù)呈增多趨勢；1992—2001年累積距平曲線先下降后升高，但變化幅度不大，說明這期間生長季日照時數(shù)呈波動狀態(tài)。累積距平絕對最大值對應(yīng)的年份是2002年，說明此時發(fā)生了突變，日照時數(shù)由偏多階段轉(zhuǎn)為偏少階段。

3 結(jié)論與討論

33年燈塔市生長季日照時數(shù)平均為1 124.0 h，最多為1 327.7 h，出現(xiàn)在1982年；最少為932.3 h，出現(xiàn)在2010年。20世紀(jì)80年代生長季日照時數(shù)最大，90年代次之，均高于多年平均值；21世紀(jì)初00年代最少，且低于多年平均值。

1981—2013年燈塔市生長季日照時數(shù)呈下降趨勢，下降速率為54.781 h/10年，下降趨勢極顯著。其中，20世紀(jì)80年代日照呈減少趨勢，90年代呈增多趨勢，21世紀(jì)初的00年代呈減少趨勢，但均未通過顯著性檢驗。

2002年燈塔市生長季日照時數(shù)變化經(jīng)歷了一次突變，由前期的氣候多照，到2002年附近轉(zhuǎn)為氣候寡照。

4 參考文獻(xiàn)

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[4] 任國玉，郭軍，徐銘志.近50年中國地面氣候變化基本特征[J].氣象學(xué)報，2005，63（6）：942-956.

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[7] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預(yù)測技術(shù)[M].2版.北京：氣象出版社，2009：43-44.endprint