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摘 要:利用甘肃省临洮县气象局1960—2018年逐月、逐年日照时数资料,采用线性趋势及累计距平分析方法,对临洮县近59年日照时数变化趋势进行分析。结果表明:近59年日照时数的变化分2个阶段,90年代前日照时数减少,大多年份小于平均值;之后日照时数偏多,大多年份高于平均值。日照时数的年际变化较大,整体呈上升趋势,其气候倾向率28.87h/10n,差异显著。峰值出现在2004年,为2719.6h;谷值出现在1989年,为2146.6h;差值573.1h。日照时数的季节变化存在明显的差异,春、秋波动较大,夏季由“两高一低”转为“小幅波动型”,冬季变化相对缓慢。
关键字:临洮县;日照时数;气候倾向率;趋势变化
中图分类号 P208 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2019)10-0143-02
太阳在某地实际照射地面的时数与当地白昼长度、云量和地形等条件有关。日照时数是指在无任何遮蔽条件下,太阳中心从某地东方地平线到西方地平线,其光线(太阳辐射强度>120w/m2)照射到地面所经历的时间长度,以小时(h)为单位,是表征太阳辐射强弱的气象要素之一,也是气候变化的主要气象要素之一,与人类生产活动和动植物生長发育密切相关。因此,日照时数对农业生产布局和区域生态建设具有重要影响[1-2]。之前有不少学者对太阳辐射、日照时数、日照百分率的变化等进行了研究[3-6],大多研究截止为2000年或2010年之前,研究结果显示日照趋势均呈减少趋势。近年来,随着时间序列的增加、气候的变暖,日照时数变化趋势也发生了明显的变化。因此,研究甘肃省临洮县日照时数变化,对当地政府和农业部门合理进行农业生产布局,调整种植结构有十分重要的意义。
1 数据来源及分析方法
选用甘肃省临洮县气象局1960—2018年逐日日照时数;四季划分:春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12—次年2月);作物生长季(4—9月)。采用线性倾向趋势估计分析及累积距平分析[7-8]。
2 日照时数气候变化特征分析
2.1 年、年代际变化 图1为1960—2018年临洮县各年日照时数变化曲线。由图1可知,临洮县历年日照时数的变化可分为2个阶段,以20世纪90年代为分界线,90年代之前,日照时数在剧烈的波动中维持偏少状态,各年代日照时数的变化都存在明显的峰值和谷值,且60年代峰谷差值最大,相差442.1h;之后各年代谷峰值逐渐缩小,70年代相差395.8h,80年代相差360.5h。90年代开始,日照时数持续增多,到21世纪初达到峰值,之后出现小幅震荡后持续波动回落,但各年代平均日照时数仍高于平均水平。总体来说,90年代之前各年代日照时数偏少,之后偏多,前30年平均日照时数(2363.9h)较后29年平均日照时数(2552.1h)偏少158.2h。
从年际变化来看,近59年临洮县平均年日照时数2441.7h,日照时数的年际变化差异较大,整体呈明显上升趋势,其气候倾向率28.87h/10n,差异显著。这与之前学者的研究并不矛盾,主要因时间序列的选取不同而存在差异。日照时数偏多时段为1994—2008年,持续偏多15年,平均偏多141.4h;偏少时段为1968—1981年,偏少6年,持续偏少143.7h;其余年份为多少相间出现。以1989年发生突变,1989年之后日照时数又从偏少转为偏多。日照时数峰值均出现于21世纪初,极峰值出现在2004年,为2719.6h,偏多277.9h;次峰值出现在2000年,为2711.9h,偏多270.2h;最小值出现在1989年,为2146.6h,偏少295.1h;次小值出现在1984年,为2146.8h,偏少294.91h;最大与最小值相差573.0h,相当于多年平均值的23%。
2.2 四季日照时数变化 临洮县近59年春、夏、秋、冬季平均日照时数分别为651.3、677.9、526.2和583.7h,气候倾向率14.1、3.60、6.86、5.50h/10n。春季日照时数变化比较明显,同年变化趋势一致;夏季日照时数的变化可分4个阶段:1960—1973年呈缓慢上升阶段,其值高于多年平均值;1973—1993年呈剧烈波动下降阶段,其值均低于多年平均值;1993年—2011年在平均线之上波动上升,2011年后在平均线上下波动;秋季日照时数的波动较大,整体呈微弱的上升趋势,冬季变化最缓。表1为四季及农作物生长季日照时数。
从表1可知:春季日照时数最多年份是2000年,为780.6h;最少年份是1988年,为526.6h;差值254.0h,相当于平均值的39%,春季日照时数变化对年变化的贡献较大。春季日照时数持续偏多时段为2004—2009年,持续6年,平均偏多63.4h;偏少时段为1982—1993年,持续12年,平均偏少44.0h;其余年份间变化差异较大。
夏季日照时数最多年份是2000年,为826.8h;最少年份是1983年,为536.3h;差值290.5h,相当于平均值的43%。日照时数持续偏多时段为1994—2002年,持续9年,平均偏多55.8h;偏少时段为1983—1989年,持续7年,平均偏少77.1h。
秋季日照时数最多年份是1998年,为671.0h;最少年份是1975年,为374.8h;差值296.2h,相当于平均值的56%;秋季变化较为剧烈,振幅较大。日照时数持续偏多时段为1990—1999年,持续10年,平均偏多60.3h;偏少时段为2013—2018年,持续6年,平均偏少49.2h。
冬季日照时数最多年份是1998年,为694.5h;最少年份是2007年,为468.4h,差值225.8h,相当于平均值的39%;日照时数持续偏多时段为1993—2004年,持续12年,平均偏多34.5h;偏少时段为1968—1976年,持续9年,平均偏少51.1h。 2.3 农作物生长季日照时数变化 图2为1960—2018年临洮县农作物生长季日照时数距平变化趋势,从图2可以看出,农作物生长季日照时数距平变化趋势与年变化的趋势基本一致。1960—1975年日照时数波动比较剧烈,1975—1991年为偏少期,偏少最多年份为1983年,偏少188.1h;1992—2011年为偏多期,偏多最多年份为2000年,偏多231.3h,差值419.4h;变化幅度较大。
3 结论
近59年临洮县年日照时数、各季日照时数总体呈上升趋势。90年代之前日照时数的波动较剧烈,之后相对平缓。年际变化中,1989年为突变点,1989以后多数年日照时数高于平均值。季变化中,日照时数存在明显的差异,夏季最多,秋季最少。春季上升趋势与年变化基本一致;夏季由“两高一低”转为“上下波动性”;秋季为剧烈波动性;冬季变化最缓。农作物生长季,日照时数的走向与年变化的走向一致,呈现由“剧烈波动期—偏少期—偏多期—缓慢波动”的变化过程。
参考文献
[1]王得瑾,赵精珍,赵文渊,等.甘肃靖远2017年度气候影响评价[J].安徽农学通报,2018(13):129-130.
[2]赵精珍,赵文渊.2016年靖远县气候特征及其对农业生产的影响[J].现代农业科技,2017,5:197-198.
[3]陈少勇,张康林,邢晓彬,等.中国西部地区近47a日照时数的气候变化特征[J].自然资源学报,2010,25(7):1142-1152.
[4]郭艳岭,邱新法,张素云.1965—2005年河北日照时数时空分布特征及影响因子[J].干旱气象,2010,28(3):297-303.
[5]彭云峰,王琼.近50年福建省日照时数的变化特征及其影响因素[J].中国农业气象,2011,32(3):350-355.
[6]丁丽佳,郑有飞,王春林,等.粤东地区近52年日照时数的气候变化特征分析[J].中国农学通报,2011,27(1):175-181.
[7]魏鳳英.现代气候诊断与预测技术[M]:北京:气象出版社,2007.
[8]杨红素,陈序东.寿宁县近50年日照时数变化特征分析[J].环境科学与技术,2014,37(120):142-145.
(责编:王慧晴)
关键字:临洮县;日照时数;气候倾向率;趋势变化
中图分类号 P208 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2019)10-0143-02
太阳在某地实际照射地面的时数与当地白昼长度、云量和地形等条件有关。日照时数是指在无任何遮蔽条件下,太阳中心从某地东方地平线到西方地平线,其光线(太阳辐射强度>120w/m2)照射到地面所经历的时间长度,以小时(h)为单位,是表征太阳辐射强弱的气象要素之一,也是气候变化的主要气象要素之一,与人类生产活动和动植物生長发育密切相关。因此,日照时数对农业生产布局和区域生态建设具有重要影响[1-2]。之前有不少学者对太阳辐射、日照时数、日照百分率的变化等进行了研究[3-6],大多研究截止为2000年或2010年之前,研究结果显示日照趋势均呈减少趋势。近年来,随着时间序列的增加、气候的变暖,日照时数变化趋势也发生了明显的变化。因此,研究甘肃省临洮县日照时数变化,对当地政府和农业部门合理进行农业生产布局,调整种植结构有十分重要的意义。
1 数据来源及分析方法
选用甘肃省临洮县气象局1960—2018年逐日日照时数;四季划分:春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12—次年2月);作物生长季(4—9月)。采用线性倾向趋势估计分析及累积距平分析[7-8]。
2 日照时数气候变化特征分析
2.1 年、年代际变化 图1为1960—2018年临洮县各年日照时数变化曲线。由图1可知,临洮县历年日照时数的变化可分为2个阶段,以20世纪90年代为分界线,90年代之前,日照时数在剧烈的波动中维持偏少状态,各年代日照时数的变化都存在明显的峰值和谷值,且60年代峰谷差值最大,相差442.1h;之后各年代谷峰值逐渐缩小,70年代相差395.8h,80年代相差360.5h。90年代开始,日照时数持续增多,到21世纪初达到峰值,之后出现小幅震荡后持续波动回落,但各年代平均日照时数仍高于平均水平。总体来说,90年代之前各年代日照时数偏少,之后偏多,前30年平均日照时数(2363.9h)较后29年平均日照时数(2552.1h)偏少158.2h。
从年际变化来看,近59年临洮县平均年日照时数2441.7h,日照时数的年际变化差异较大,整体呈明显上升趋势,其气候倾向率28.87h/10n,差异显著。这与之前学者的研究并不矛盾,主要因时间序列的选取不同而存在差异。日照时数偏多时段为1994—2008年,持续偏多15年,平均偏多141.4h;偏少时段为1968—1981年,偏少6年,持续偏少143.7h;其余年份为多少相间出现。以1989年发生突变,1989年之后日照时数又从偏少转为偏多。日照时数峰值均出现于21世纪初,极峰值出现在2004年,为2719.6h,偏多277.9h;次峰值出现在2000年,为2711.9h,偏多270.2h;最小值出现在1989年,为2146.6h,偏少295.1h;次小值出现在1984年,为2146.8h,偏少294.91h;最大与最小值相差573.0h,相当于多年平均值的23%。
2.2 四季日照时数变化 临洮县近59年春、夏、秋、冬季平均日照时数分别为651.3、677.9、526.2和583.7h,气候倾向率14.1、3.60、6.86、5.50h/10n。春季日照时数变化比较明显,同年变化趋势一致;夏季日照时数的变化可分4个阶段:1960—1973年呈缓慢上升阶段,其值高于多年平均值;1973—1993年呈剧烈波动下降阶段,其值均低于多年平均值;1993年—2011年在平均线之上波动上升,2011年后在平均线上下波动;秋季日照时数的波动较大,整体呈微弱的上升趋势,冬季变化最缓。表1为四季及农作物生长季日照时数。
从表1可知:春季日照时数最多年份是2000年,为780.6h;最少年份是1988年,为526.6h;差值254.0h,相当于平均值的39%,春季日照时数变化对年变化的贡献较大。春季日照时数持续偏多时段为2004—2009年,持续6年,平均偏多63.4h;偏少时段为1982—1993年,持续12年,平均偏少44.0h;其余年份间变化差异较大。
夏季日照时数最多年份是2000年,为826.8h;最少年份是1983年,为536.3h;差值290.5h,相当于平均值的43%。日照时数持续偏多时段为1994—2002年,持续9年,平均偏多55.8h;偏少时段为1983—1989年,持续7年,平均偏少77.1h。
秋季日照时数最多年份是1998年,为671.0h;最少年份是1975年,为374.8h;差值296.2h,相当于平均值的56%;秋季变化较为剧烈,振幅较大。日照时数持续偏多时段为1990—1999年,持续10年,平均偏多60.3h;偏少时段为2013—2018年,持续6年,平均偏少49.2h。
冬季日照时数最多年份是1998年,为694.5h;最少年份是2007年,为468.4h,差值225.8h,相当于平均值的39%;日照时数持续偏多时段为1993—2004年,持续12年,平均偏多34.5h;偏少时段为1968—1976年,持续9年,平均偏少51.1h。 2.3 农作物生长季日照时数变化 图2为1960—2018年临洮县农作物生长季日照时数距平变化趋势,从图2可以看出,农作物生长季日照时数距平变化趋势与年变化的趋势基本一致。1960—1975年日照时数波动比较剧烈,1975—1991年为偏少期,偏少最多年份为1983年,偏少188.1h;1992—2011年为偏多期,偏多最多年份为2000年,偏多231.3h,差值419.4h;变化幅度较大。
3 结论
近59年临洮县年日照时数、各季日照时数总体呈上升趋势。90年代之前日照时数的波动较剧烈,之后相对平缓。年际变化中,1989年为突变点,1989以后多数年日照时数高于平均值。季变化中,日照时数存在明显的差异,夏季最多,秋季最少。春季上升趋势与年变化基本一致;夏季由“两高一低”转为“上下波动性”;秋季为剧烈波动性;冬季变化最缓。农作物生长季,日照时数的走向与年变化的走向一致,呈现由“剧烈波动期—偏少期—偏多期—缓慢波动”的变化过程。
参考文献
[1]王得瑾,赵精珍,赵文渊,等.甘肃靖远2017年度气候影响评价[J].安徽农学通报,2018(13):129-130.
[2]赵精珍,赵文渊.2016年靖远县气候特征及其对农业生产的影响[J].现代农业科技,2017,5:197-198.
[3]陈少勇,张康林,邢晓彬,等.中国西部地区近47a日照时数的气候变化特征[J].自然资源学报,2010,25(7):1142-1152.
[4]郭艳岭,邱新法,张素云.1965—2005年河北日照时数时空分布特征及影响因子[J].干旱气象,2010,28(3):297-303.
[5]彭云峰,王琼.近50年福建省日照时数的变化特征及其影响因素[J].中国农业气象,2011,32(3):350-355.
[6]丁丽佳,郑有飞,王春林,等.粤东地区近52年日照时数的气候变化特征分析[J].中国农学通报,2011,27(1):175-181.
[7]魏鳳英.现代气候诊断与预测技术[M]:北京:气象出版社,2007.
[8]杨红素,陈序东.寿宁县近50年日照时数变化特征分析[J].环境科学与技术,2014,37(120):142-145.
(责编:王慧晴)