1960—2015年上海奉賢日照時(shí)數(shù)變化特征

湯晨陽 徐相明 顧品強(qiáng)

摘 要：該文利用奉賢區(qū)氣象站1960—2015年日照時(shí)數(shù)及降水日數(shù)資料，分析奉賢區(qū)近56a日照時(shí)數(shù)變化特征。結(jié)果表明：近56a奉賢地區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)為1 945.3h，異常年份9a，月日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)“一高峰兩低谷”的規(guī)律，年、季度日照時(shí)數(shù)氣候變化趨勢呈現(xiàn)為一元二次方程，四季占年日照時(shí)數(shù)的比例值除春季外均呈現(xiàn)下降趨勢，且21世紀(jì)以來各季占年日照時(shí)數(shù)均近1/4，如2011年、2014年、2015年；20世紀(jì)80年代以來年日照處于資源豐富、年際變化比較平穩(wěn)的狀態(tài)，尤其是1月、10月、11月日照時(shí)數(shù)變化較為穩(wěn)定，但8月是日照資源豐富但變化幅度大的月份。通過相關(guān)分析得到日照時(shí)數(shù)的變化與降水日數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，年降水日數(shù)每增加1d，年日照時(shí)數(shù)減少7.4h，且當(dāng)降水日數(shù)≤135d時(shí)日照時(shí)數(shù)一般≥1 800h、降水日數(shù)>135d時(shí)日照時(shí)數(shù)一般≤2 000h。

關(guān)鍵詞：日照時(shí)數(shù)；變化特征；降水日數(shù)

中圖分類號 P468 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）14-0149-04

Abstract：Using the data of sunshine duration and precipitation days at Fengxian meteorological station from 1960 to 2015，the variation characteristics of sunshine duration in the past 56 years have been analyzed. The result indicates that，the annual average sunshine hours at Fengxian area in recent 56 years is 1945.3 hours.There are nine abnormal years. The monthly sunshine duration has shown a significant tendency of a peak two valleys. The trend variation of the annual and seasonal sunshine duration appears as a quadratic equation. The seasonal sunshine duration accounted for the proportion of the annual sunshine duration present obvious down treng except spring. The seasonal sunshine duration is accounted almost for a quarter of the annual sunshine duration since the 21st century，such as 2011，2014，2015. Since the 1980s，the annual sunshine duration is rich in resources and its interannual variability presents relatively stable state，especially as in January，October，November.But in August，there are large variations of sunshine hours. Through some relative analysis，the variation of sunshine duration is obviously negatively with precipitation days. When annual precipitation days increase 1d per year，annual sunshine hours reduce 7.4h. When annual precipitation days are≤135d，annual sunshine hours are≥1800h generally. When annual precipitation days are>135d ，annual sunshine hours are≤2000h generally.

Key words：Sunshine duration；Variation characteristics；Rainy days

在日常生產(chǎn)中，氣候因子對作物物候影響明顯，光照條件是重要因子之一，目前已有眾多學(xué)者進(jìn)行了光照對物候的影響分析，如宮恒瑞等[1]對烏昌地區(qū)近30a日照時(shí)數(shù)進(jìn)行了分析，得出日照時(shí)數(shù)的變化對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利影響較為明顯；曹巧蓮等[2]得出臨汾市日照時(shí)數(shù)的減少對小麥、玉米、棉花的生長都有不利影響；李君海等[3]得出陵水縣日照時(shí)數(shù)變化對農(nóng)業(yè)的影響以冬季最為突出。

上海奉賢位于長三角，處于杭州灣北岸，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。作為上海農(nóng)業(yè)大區(qū)（縣），農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一直受到市委市政府的高度重視。為更好地服務(wù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)，顧品強(qiáng)等[4]提出有效積溫、日照時(shí)數(shù)、降水對水稻、黃桃、油菜等作物生育期造成明顯影響；徐相明、費(fèi)蕾等[5-6]通過對不同時(shí)期的有效積溫進(jìn)行分析找出對物候的影響，并對奉賢1959—2010年氣象因子進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析求出氣候變化。本文通過對日照時(shí)數(shù)單因子進(jìn)行分析，找出年際、季度、月等不同時(shí)間尺度的氣候自身變化特征，并通過對異常年份的分析，為奉賢農(nóng)業(yè)生產(chǎn)充分利用日照條件提供技術(shù)支撐。

1 資料來源及分析方法

資料來源：1960—2015年日照時(shí)數(shù)來源于上海市奉賢區(qū)氣象臺(tái)。分析方法：在EXCEL中進(jìn)行一元二次函數(shù)、線性趨勢分析；采用距平值大于標(biāo)準(zhǔn)差的2倍作為異常標(biāo)準(zhǔn)來求出日照時(shí)數(shù)異常年份并進(jìn)行異常特征分析。降水日數(shù)是指日降水量≥0.1mm的日數(shù)；四季分類采用上年12月至次年2月為冬季、3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季。

2 1960—2015年日照時(shí)數(shù)變化特征

2.1 日照時(shí)數(shù)年際變化特征 通過對1960—2015年奉賢地區(qū)年日照時(shí)數(shù)分析可知（圖1）：56a年均日照時(shí)數(shù)為1 945.3h，其中最多為2 278.1h（1967年），最少為

1 610.3h（1980年）；奉賢地區(qū)日照時(shí)數(shù)變化趨勢呈現(xiàn)為一元二次方程式，并通過a=0.01顯著性檢驗(yàn)；20世紀(jì)60年代奉賢地區(qū)處于日照偏多狀態(tài)，比年均值偏多213h（10.9%），比其余年代偏多189.3h（9.6%）～347.8h（19.2%），而20世紀(jì)70年代、80年代處于日照偏少狀態(tài)，其中20世紀(jì)80年代日照時(shí)數(shù)僅為1 810.5h，比歷年均值偏少134.8h（6.9%），比其余年代偏少70.9h（3.8%）～347.8h（16.1%），20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)00年代值比歷年均值略偏少，而21世紀(jì)10年代值比歷年值略偏多，但偏離值均在1%左右。總體來說，奉賢當(dāng)?shù)厝照諚l件從20世紀(jì)80年代以來處于資源豐富、年際變化比較平穩(wěn)的狀態(tài)，對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)充分利用日照資源提供較好的條件。

2.2 日照時(shí)數(shù)月、季節(jié)變化特征

2.2.1 日照時(shí)數(shù)月變化特征 通過對1960—2015年奉賢地區(qū)各月日照時(shí)數(shù)分析可知（表1）：奉賢地區(qū)各月日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)“一高峰兩低谷”的規(guī)律，高峰是7月（231.1h），低谷是2月（117.6h）和6月（146.7h），奉賢各月日照時(shí)數(shù)占年日照時(shí)數(shù)比例的變化趨勢與月日照時(shí)數(shù)變化基本一致，且兩種變化趨勢均與地球公轉(zhuǎn)規(guī)律一致；各月日照時(shí)數(shù)以5月、10月為分界線，每年5—10月月日照時(shí)數(shù)基本多于160h，而每年11月至次年4月的月日照時(shí)數(shù)基本少于150h，但6月日照時(shí)數(shù)僅為146.7h，雖處于次低谷仍多于每年11月至次年4月的月日照時(shí)數(shù)，分析6月日照時(shí)數(shù)偏少原因主要是該月奉賢地區(qū)處于梅雨季節(jié)，陰雨天氣較其它月份出現(xiàn)概率高；通過對各月日照時(shí)數(shù)求趨勢（圖略），得出一元二次方程式能夠基本反應(yīng)出各月日照時(shí)數(shù)氣候趨勢，除6月、11月外其它各月呈現(xiàn)“U”型變化趨勢，說明目前奉賢地區(qū)6月、11月日照時(shí)數(shù)有減少趨勢，而其他月份有增多趨勢，且1月、3月、4月、6—8月通過a=0.01顯著性檢驗(yàn)。

6—10月均為56a中最多的年代值，其中6—9月比均值偏多近20%；20世紀(jì)70年代各月基本接近均值，但5月、9月日照時(shí)數(shù)分別僅有143.7h、143.5h，比均值偏少28.2h、26.2h，比其余年代偏少27.0～39.0h、4.1～53.6h；20世紀(jì)80年代各月值基本接近或少于均值，但7月份僅為192.1h，比均值偏少39.0h，比其余年代偏少35.1～76.2h，可該年代12月日照達(dá)到166.6h，比均值偏多21.5h；20世紀(jì)90年代除1—3月外基本接近均值，其中1月、3月比均值偏少10%～20%；21世紀(jì)以來3月、4月比歷年偏多，而21世紀(jì)00年代12月日照時(shí)數(shù)為125.2h、21世紀(jì)10年代6月日照時(shí)數(shù)為112.2h，分別比均值偏少15.9%、30.7%，其余月份基本接近均值。從各年代各月日照時(shí)數(shù)偏離值看，可發(fā)現(xiàn)6—8月波動(dòng)幅度大，振幅達(dá)到65h以上，而1月、4—5月、10—11月波動(dòng)幅度相對較小，振幅小于40h，其中11月僅有16.7h；但從各年代各月日照時(shí)數(shù)占該年代年日照時(shí)數(shù)比例看，可發(fā)現(xiàn)4月、6月、8月、12月該比例值變化幅度均超過2.5%，而1月、10月、11月變化幅度僅為1%；從上面兩者變化幅度可知奉賢地區(qū)1月、10—11月日照時(shí)數(shù)變化較為穩(wěn)定，而8月是該地日照資源豐富但變化幅度大的月份。

2.2.2 日照時(shí)數(shù)季節(jié)變化特征 對1960—2015年奉賢地區(qū)各季日照時(shí)數(shù)求趨勢（圖2、圖3），得出四季均呈現(xiàn)出先減少后增多（一元二次方程式）變化趨勢，其中春夏兩季趨勢通過a=0.01顯著性檢驗(yàn)、冬季趨勢通過a=0.05顯著性檢驗(yàn)；四季日照時(shí)數(shù)差值在前30年出現(xiàn)大幅減小趨勢，后26年呈現(xiàn)沿200～300h波動(dòng)，其中21世紀(jì)00年代差值最小；四季占年日照時(shí)數(shù)的比例值除春季外均呈現(xiàn)下降趨勢，其中夏季減少趨勢為1.0h/10a，秋季、冬季略下降，而春季增幅達(dá)到1.0h/10a，夏春兩季通過a=0.01顯著性檢驗(yàn)；四季比例差值呈現(xiàn)減少趨勢，幅度為0.9%/10a（通過a=0.05顯著性檢驗(yàn)），從圖3可以看出，該比例值21世紀(jì)以來變化幅度較小，且出現(xiàn)各季占年日照時(shí)數(shù)近1/4，如2011年、2014年、2015年。

2.3 日照時(shí)數(shù)異常年份特征 以距平值大于標(biāo)準(zhǔn)差的2倍作為異常標(biāo)準(zhǔn)來對1960—2015年奉賢地區(qū)各年日照時(shí)數(shù)進(jìn)行分析，得出異常年份為1965—1968年、1971年、1980年、1989年、2013年、2015年，這9年中偏多年份有6a，其中5a出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代、70年代，偏少年份僅有3a。對日照時(shí)數(shù)與降水日數(shù)求相關(guān)，得出相關(guān)系數(shù)為-0.60，說明日照時(shí)數(shù)與降水日數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)。通過將日照時(shí)數(shù)異常年份的降水日數(shù)進(jìn)行分析，日照時(shí)數(shù)偏多年份降水日數(shù)基本接近常年或偏少，日照時(shí)數(shù)偏少年份降水日數(shù)一般比常年偏多10%以上。通過對日照時(shí)數(shù)、降水日數(shù)求散點(diǎn)圖，可知降水日數(shù)每增加1d，年日照時(shí)數(shù)減少7.4h，且當(dāng)降水日數(shù)≤135d時(shí)日照時(shí)數(shù)一般≥1 800h、降水日數(shù)>135d時(shí)日照時(shí)數(shù)一般≤2 000h。

3 結(jié)論與討論

（1）奉賢地區(qū)1960—2015年年均日照時(shí)數(shù)為1 945.3h，其中最多為2 278.1h（1967年），最少為1 610.3h（1980年），氣候變化趨勢呈現(xiàn)為一元二次方程式，并通過a=0.01顯著性檢驗(yàn)。20世紀(jì)60年代奉賢地區(qū)處于日照偏多狀態(tài)，而20世紀(jì)70年代、80年代處于日照偏少狀態(tài)，20世紀(jì)90年代、21世紀(jì)00年代值比歷年均值略偏少，而21世紀(jì)10年代值比歷年值略偏多。總體來說，奉賢當(dāng)?shù)厝照諚l件從20世紀(jì)80年代以來處于資源豐富、年際變化比較平穩(wěn)的狀態(tài)，對當(dāng)?shù)厣a(chǎn)充分利用日照資源提供較好的條件。

（2）奉賢地區(qū)各月日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)“一高峰兩低谷”的規(guī)律，高峰是7月（231.1h），低谷是2月（117.6h）和6月（146.7h），以5月、9月為分界線，5—9月日照時(shí)數(shù)偏多，而每年10月至次年4月日照時(shí)數(shù)偏少，其中6月本地處于梅雨季節(jié)日照時(shí)數(shù)偏少，奉賢地區(qū)6月、11月日照時(shí)數(shù)有減少趨勢，而其他月份有增多趨勢。20世紀(jì)60年代各月日照時(shí)數(shù)除4月外均多于均值，20世紀(jì)70年代除5月、9月外基本接近均值，20世紀(jì)80年代除7月、12月外基本接近或少于均值，20世紀(jì)90年代除1—3月外基本接近均值，21世紀(jì)以來3月、4月比歷年偏多，21世紀(jì)00年代12月、21世紀(jì)10年代6月分別比均值偏少15.9%、30.7%，其余月份基本接近均值。從各年代各月日照時(shí)數(shù)偏離值及各年代各月日照時(shí)數(shù)占該年代年日照時(shí)數(shù)比例看可知奉賢地區(qū)1月、10—11月日照時(shí)數(shù)變化較為穩(wěn)定，而8月是該地日照資源豐富但變化幅度大的月份。奉賢地區(qū)各季日照時(shí)數(shù)呈現(xiàn)出先減少后增多（一元二次方程式）變化趨勢，其中春夏兩季趨勢通過a=0.01顯著性檢驗(yàn)、冬季趨勢通過a=0.05顯著性檢驗(yàn)，四季占年日照時(shí)數(shù)的比例值除春季外均呈現(xiàn)下降趨勢，且該比例值21世紀(jì)以來變化幅度較小，出現(xiàn)各季占年日照時(shí)數(shù)近1/4，如2011年、2014年、2015年。

（3）對1960—2015年奉賢地區(qū)各年日照時(shí)數(shù)進(jìn)行異常分析，得出異常年份為1965—1968年、1971年、1980年、1989年、2013年、2015年，日照時(shí)數(shù)與降水日數(shù)相關(guān)系數(shù)為-0.60。日照時(shí)數(shù)偏多年份降水日數(shù)基本接近常年或偏少，日照時(shí)數(shù)偏少年份降水日數(shù)一般比常年偏多一層以上，且降水日數(shù)每增加1d，年日照時(shí)數(shù)減少7.4h。當(dāng)降水日數(shù)≤135d時(shí)日照時(shí)數(shù)一般≥1 800h、降水日數(shù)>135d時(shí)日照時(shí)數(shù)一般≤2 000h。

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（責(zé)編：張宏民）