1961—2018年左權縣日照時數變化特征分析

楊星星 焦磊 楊紅雁

摘要? ? 利用1961—2018年左權縣逐月日照時數資料，運用線性趨勢分析、相關系數分析、5年滑動平均、Mann-Kendall非參數檢驗和滑動t檢驗等方法，分析了近58年來左權縣日照時數年、季節及月變化特征。結果表明，左權縣年日照時數呈顯著下降趨勢，氣候傾向率為-30.78 h/10 a;四季日照時數變化中，春季呈上升趨勢，夏、秋、冬季呈下降趨勢，其中夏、冬兩季對年日照時數減少的貢獻最大;除3月、4月外，其余各月日照時數均呈下降趨勢，尤以1月、6月、12月下降趨勢最為顯著;年日照時數在1992年發生了減少突變。

關鍵詞? ? 日照時數;變化特征;相關分析;山西左權;1961—2018年

中圖分類號? ? P422.1+1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2019）17-0185-02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract? ? Based on the monthly sunshine duration data in Zuoquan County during 1961-2018，the methods of linear trend analysis，correlation coefficient analysis，5-year sliding average，Mann-Kendall non-parametric test and sliding t-test were used to study the change characteristics of sunshine duration in Zuoquan County in the past 58 years. The results showed that the annual sunshine duration presented a significant decreasing trend，and climate tendency rate was -30.78 h/10 a. The seasonal change of sunshine duration showed an increasing trend in spring，and a decreasing trend in summer，autumn and winter，in which，summer and winter contributed the most to decrease of annual sunshine duration. Except in March and April，the monthly change of sunshine duration showed a decreasing trend，especially in January，June and December. The annual sunshine duration reduced suddenly in 1992.

Key words? ? sunshine duration;change characteristic;correlation analysis;Zuoquan Shanxi;1961-2018

第三次氣候變化國家評估報告指出，近百年來（1909—2011年），中國陸地區域平均氣溫上升0.9～1.5 ℃，近15年氣溫上升趨緩，但仍然處在近百年來氣溫最高的階段[1]。

日照作為氣候變暖的主要影響因子，其變化受到許多學者的關注。虞海燕等[2]認為，1951—2009年全國日照時數平均減少36.9 h/10 a，各區域變化趨勢與全國一致，只是減少程度不同。有關山西省內的研究中，李效珍等[3]認為，大同市1961—2005年日照時數平均減少46.83 h/10 a;賈海燕等[4]認為，臨汾市1962—2009年日照時數以-109.29 h/10 a的速率顯著減少;趙永強等[5]指出，山西省1961—2010年日照時數在年代、年、季尺度上均呈減少趨勢，夏季減幅最大，春季最小，時空變化表現為由南部到北部逐漸增加，南部地區少于北中部地區。

由此可見，山西省與全國一致，日照時數呈減少趨勢，但各地減少幅度存在一定差異。左權縣（36°45′～37°17′N，113°06′～113°48′E）位于山西省晉中市東南部、太行山主脈中段西側，屬溫帶大陸性氣候區。玉米是該縣主要種植的農作物，核桃為主要干果經濟林。開展日照時數變化研究對于該縣農業和林業生產、光能資源利用、光伏發電、老區脫貧工作等都具有極其重要的意義。

1? ? 資料與方法

1.1? ? 資料來源

本文所用資料為1961—2018年左權縣氣象觀測站逐月日照時數數據，季節按春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月至翌年2月）劃分。日照時數距平以1981—2010年氣候平均值為基礎。

1.2? ? 研究方法

采用線性傾向估計、5年滑動平均等方法分析日照時數長期變化特征及趨勢，并用相關系數做顯著性檢驗;突變分析采用Mann-Kendall（M-K）檢驗、滑動t檢驗等方法[6];采用Excel及DPS數據統計軟件進行分析。

2? ? 結果與分析

2.1? ? 日照時數的年變化特征

從圖1可以看出，1961—2018年左權縣年日照時數總體呈下降趨勢，氣候傾向率為-30.78 h/10 a，通過α=0.01的顯著性檢驗，58年中減少178.5 h。通過5年滑動平均曲線分析，年日照時數1961—1982年為波動上升趨勢，1982年達到峰值;之后持續下降，2000年達到最低谷后，又呈波動上升趨勢。按年日照時數的5年滑動平均值小于多年平均值（2 444.6 h）為偏少期，反之為偏多期來劃分：左權縣年日照時數在1961—1967年、1996—2012年小于多年平均值，為偏少期;1968—1995年、2013—2018年多于多年平均值，為偏多期。最高值出現在1980年，為3 032.6 h;最低值出現在1996年，為1 998.4 h。

2.2? ? 日照時數的突變分析

從M-K突變檢驗曲線（圖2）可知，1961—2018年左權縣年日照時數UF與UB曲線在顯著水平線內相交于1992年、2012年和2015年。UF曲線于2008—2012年越過α=0.05臨界線，說明此期間日照時數減少趨勢十分顯著。經對相交點前后作滑動t檢驗，得出1992年為日照時數減少突變年。

2.3? ? 日照時數季節變化特征

由圖3可以看出，左權縣春季日照時數呈上升趨勢，氣候傾向率為3.15 h/10 a;夏、秋、冬季日照時數呈下降趨勢，氣候傾向率分別為-14.32、-8.57、-11.42 h/10 a，其中夏、冬兩季通過α=0.05的顯著性檢驗。通過5年滑動平均曲線分析，按照上述年日照時數偏多與偏少期劃分：春季日照時數呈現1961—1968年偏少、1969—1995年偏多、1996—2005年偏少、2006—2018年偏多的波動變化過程，見圖3（a）;夏季日照時數也呈波動變化過程，分別是1961—1965年偏少、1966—1995年偏多、1996—2013年偏少、2014—2018年為偏多，見圖3（b）;秋季日照時數經歷了1961—1967年偏少、1968—1995年偏多、1996—2018年偏少的“少—多—少”3個時期，見圖3（c）;冬季日照時數經歷了1961—1993年偏多、1994—2012年偏少、2013—2018年偏多的“多—少—多”3個時期，見圖3（d）。

2.4? ? 日照時數月變化特征

從表1可以看出，1961—2018年左權縣各月日照時數差異較大：5月最多，為264.5 h;2月最少，為181.4 h。日照時數氣候傾向率各月分布情況：3月、4月呈上升趨勢，其余月份均為下降趨勢;其中，6月下降趨勢最為顯著，通過了α=0.01的顯著性檢驗;其次是1月，通過α=0.05的顯著性檢驗;12月也通過了α=0.05的顯著性檢驗;8月下降速率最為緩慢。

3? ? 結論與討論

（1）近58年左權縣年日照時數及夏、秋、冬、春季日照時數呈下降趨勢，春季呈上升趨勢，氣候傾向率分別為-30.78、-14.32、 -8.57、-11.42、3.15 h/10 a。夏、冬季對年日照時數減少的影響最大，春季起了抑制作用;年日照時數在1992年發生了減少突變;月平均日照時數5月最多，2月最少，線性趨勢變化上，3月、4月呈上升趨勢，其余月份均呈下降趨勢，其中6月、1月、12月下降趨勢顯著。

（2）近58年左權縣年日照時數變化與全國、山西省變化趨勢一致，呈下降趨勢，而季節變化、月變化、突變時間與（下轉第190頁）

許多研究有一定的差異，說明左權縣日照時數變化符合大尺度氣候變化規律，但也有其特殊性。引起日照時數減少的原因有很多，李效珍等[3]認為，大同市日照時數減少主要是由于人類活動特別是工業排放污染物急劇增長導致的煙塵氣溶膠增多造成的;賈海燕等[4]認為，臨汾市日照時數減少主要是霧（輕霧）、煙（霾）日數的增加所致。導致左權縣日照時數減少的原因還有待于進一步深入研究。

4? ? 參考文獻

[1] 《第三次氣候變化國家評估報告》編寫委員會.第三次氣候變化國家評估報告[R].北京：科學出版社，2015.

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

[3] 李效珍，魯巨，杜翠芳，等.大同市45年日照變化特征及原因[J].中國農業氣象，2009，30（增刊1）：22-24.

[4] 賈海燕，高明，王惠榮，等.臨汾市48年日照時數變化趨勢及影響因子分析[J].山西師范大學學報（自然科學版），2011，91（2）：124-128.

[5] 趙永強，王志偉，李海濤，等.山西省日照時數的時空變化特征[J].中國農學通報，2017，33（15）：124-128.

[6] 魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術[M].北京：氣象出版社，1999：32-66.