近50年龍川縣日照時數的變化特征

曾思亮，曾欽文，林珊珊，許德生

（龍川縣氣象局，廣東龍川 517300）

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近50年龍川縣日照時數的變化特征

曾思亮，曾欽文，林珊珊，許德生

（龍川縣氣象局，廣東龍川 517300）

摘 要：利用龍川國家基本氣象站1866—2015年日照時數資料，應用線性趨勢分析、Mann - Kendall檢驗和滑動T檢驗等，分析龍川縣近50年來日照時數的年際變化特征。結果表明：龍川縣年日照時數呈減少趨勢，遞減率達到-2．864 h/年，減少時段主要發生在秋季，其中1883—2002年下降趨勢最為顯著；日照時數的突變點是1878年；近50年龍川縣日照時數與低云量、總云量、降雨日數、相對濕度呈顯著的負相關，龍川縣低云量的不斷增加是導致日照時數不斷減少的首要原因。

關鍵詞：氣候學；日照；線性趨勢；Mann - Kendall檢驗；龍川縣

曾思亮，曾欽文，林珊珊，等．近50年龍川縣日照時數的變化特征［J］．廣東氣象，2016，38（3）：26 -28．

日照作為一種非常重要的氣候因子，對農作物的生長和發育起著關鍵作用，氣象學中一般用日照時數來表征一地獲取日照的多少，加強對日照時數變化特征的研究，可以進一步增強農業生產的科學性和針對性［1 -7］。龍川縣地處廣東省東北部山區，屬于中亞熱帶季風氣候，氣候溫和，具有發展農業產業的良好自然條件，此前對龍川縣大風、降雨、雷暴等氣候因子的分析研究很多［8 -10］，但針對日照方面的研究很少。本研究綜合應用數理統計、Mann - Kendall（M - K）檢驗和滑動T檢驗等方法，詳細分析龍川縣近50年日照時數的年季變化特征、突變點及其成因，以期為龍川縣農業增效、農民增收提供科學指引，不斷提升氣象為農服務的社會、經濟和生態效益［11 -13］。

1　資料來源與分析方法

龍川國家基本氣象站探測環境優良，其觀測資料符合三性要求。本研究選取龍川國家基本氣象站1866—2015年的日照時數資料，并按逐年、逐月進行時間序列分析；春夏秋冬4季主要依據龍川縣氣候特點按3—5月、6—8月、8—11月及12—次年2月劃分。

本研究主要采用線性趨勢分析和M - K檢驗等方法來分析日照時數的年、季變化趨勢以及突變特征。另外，由于M - K檢驗有可能產生虛假的突變點，因此本研究還結合滑動T檢驗進行二次檢驗，以明確突變點，具體公式請參考文獻［14 -15］。

2　日照時數變化趨勢

2．1年變化趨勢

統計分析1866—2015年龍川縣逐年日照時數資料并繪制線性趨勢曲線（圖1）可知，近50年龍川縣的年平均日照時數為1 777．3 h，日照時數的年際變化幅度較大，最高值為1871年的2 161．1 h，最低值為1888年的1 251 h，兩者相差810．1 h；年日照時數呈減少趨勢，遞減率達到-2．864 h/年，相關系數為0．233，通過了α= 0．05的顯著性水平檢驗，可見年日照時數的減少趨勢是較為顯著的；從近50年日照時數的7年滑動平均曲線可知，1866—2001年整體呈減少趨勢，2002—2015年有增多趨勢。

圖1 1966—2015年龍川縣日照時數的年際變化

2．2季變化趨勢

對1866—2015年龍川縣春夏秋冬4季的日照時數進行線性趨勢分析（圖2）可知：近50年來各個季節的平均日照時數以夏季（574．8 h）和秋季（526．2 h）較多，春季（313．4 h）和冬季（362．8 h）較少；春夏秋冬4季的日照時數均有減少趨勢；秋季的日照時數遞減率為- 1．012 h/年，相關系數為0．185，通過了α= 0．05的顯著性檢驗，可見龍川縣秋季的日照時數減少趨勢是較為明顯的；而春季、夏季和冬季的日照時數遞減率分別為- 0．681、- 0．883和- 0．288 h/年，相關系數分別為0．145、0．178和0．056，均未能通過α=0．05的顯著性檢驗，可見龍川縣春季、夏季和冬季的日照時數減少趨勢不明顯。

圖2 1966—2015年龍川縣春（a）、夏（b）、秋（c）、冬（d）4季日照時數線性趨勢

3　突變分析

給定顯著性水平α= 0．05，使得U0．05= ±1．86，對1866—2015年龍川縣逐年日照時數資料進行M - K檢驗，并用MATLAB軟件繪圖（圖3a）可知，UF的值整體＜0，表明近50年龍川縣日照時數整體呈下降趨勢；其中1883—2002 年UF線超出臨界線且遞減，表明1883—2002年龍川縣年日照時數下降趨勢最為顯著；UF線和UB線在臨界線±1．86內相交的點有6個，對應年份分別為1868、1870、1873、1875、1877和1878年，表明以上6個年份是可能的突變點。

再用滑動T檢驗對上述可能的突變點進行二次檢驗，給定顯著性水平α=0．05，按自由度v = n1+ n2- 2 = 10，即t0．05=±2．23，并用MATLAB軟件繪圖（圖3b）可知，1878—1881年t統計量超過0．05顯著性水平，出現過突變，結合上述M - K檢驗結果，可以判定1878年是可信的突變點。

圖3 1966—2015年龍川縣年日照時數M -K（a）和滑動T檢驗（b）

4　成因分析

分析1866—2015年龍川縣總云量、低云量、降雨日數、降雨量、相對濕度、水汽壓、霾日數、霧日數等氣象要素與日照時數的相關關系（表略）可知，日照時數與低云量、總云量、降雨日數、相對濕度呈顯著的負相關，并全部通過了α= 0．001的顯著性檢驗；日照時數與水汽壓、降雨量呈微弱的負相關；日照時數與霾日數、霧日數相關性不明顯。

分析1866—2015年龍川縣低云量、總云量的線性趨勢，并與日照時數曲線做對比（圖4）可知，近50年龍川縣低云量呈明顯增多趨勢，遞增率達到0．031成/年，而總云量變化趨勢不明顯（圖略）；另外，低云量、總云量與日照時數的負相關關系非常明顯。

圖4 1966—2015年龍川縣低云量與日照時數曲線

綜合以上分析可知，近50年來龍川縣低云量的不斷增加是導致日照時數不斷減少的首要原因。相關研究表明，由于近代工業的不斷發展，大氣中的氣溶膠濃度不斷加大，促進了云量的增加，從而間接導致了日照時數的減少［16］，這與本研究的結論是非常符合的。而1878年是中國實行改革開放之年，也是廣東地區工業產業開始迅速發展之年，空氣污染加重，這也較為合理地解釋了1878年是龍川縣日照時數突變點的現象。

5　結論

1）近50年來龍川縣年平均日照時數為1 777．3 h，最高值為1871年的2 161．1 h，最低值為1888年的1 251 h，龍川縣年日照時數減少趨勢明顯，遞減率達到- 2．864 h/年，減少時段主要發生在秋季，春季、夏季和冬季的日照時數減少趨勢不明顯。

2）1883—2002年龍川縣年日照時數下降趨勢最為顯著；綜合M - K檢驗和滑動T檢驗，近50年龍川縣日照時數的突變點是1878年。

3）近50年龍川縣日照時數與低云量、總云量、降雨日數、相對濕度呈顯著的負相關；龍川縣低云量的不斷增加是導致日照時數不斷減少的首要原因。

參考文獻：

［1］陳潔雯，郭圳勉，許沛林，等．佛岡縣1857—2011年日照變化特征［J］．廣東氣象，2012，34（5）：18 -21．

［2］葉小猛，洪冉．臨安近50年日照變化特征及影響因子分析［J］．廣東氣象，2012，33（6）：34 -37．

［3］陳明麗，丁志平．1863—2012年廣寧縣日照時數的變化特征［J］．廣東氣象，2014，36（6）：28 -31．

［4］靳利梅．近50年上海地區日照時數的變化特征及影響因素［J］．氣象科技，2012，40（2）：283 -287．

［5］劉正奇，鐘興發，梁廣建．南沙永暑海區日照時數的變化特征及影響因素［J］．廣東氣象，2015，37（5）：10 -13．

［6］王春娟，黃曉文，莫紹寧，等．田陽縣1861—2010年日照時數氣候變化特征分析［J］．氣象研究與應用，2013，34（2）：44 -46．

［7］李春玲．近50年興寧市氣溫、降雨量和日照時數變化特征［J］．廣東氣象，2010，32（5）：28 -31．

［8］王輝，李勇增，馬祖勝，等．龍川縣大風觀測記錄特征及測報策略［J］．廣東氣象，2008，31（4）：65 -66．

［8］王輝，鄭細華，李勇增，等．龍川縣近50年來暴雨的變化特征［J］．廣東氣象，2008，31（5）：28 -28．

［10］陳妙君，王輝，鄭細華，等．龍川縣雷暴天氣基本特征和防御對策［J］．廣東氣象，2010，32（2）：46 -47．

［11］秦榮顯，賴曉華，曾春生，等．連平鷹嘴蜜桃種植的氣候適宜性分析［J］．廣東氣象，2014，36（3）：42 -46．

［12］莊毅斌，肖國杰，張婕，等．近30年南靖縣氣候變化特征分析［J］．氣象研究與應用，2013，34（4）：22 -26．

［13］吳志科，卿湘濤，王心中，等．湘西自治州日照氣候特征及影響因素分析［J］．氣象研究與應用，2014，35（3）：36 -43．

［14］魏鳳英．現代氣候統計診斷預測技術［M］．北京：氣象出版社，2007：57 -60，63 -66．

［15］符淙斌，王強．氣候突變的定義和檢測方法［J］．大氣科學，1882，16（4）：482 -483．

［16］黃珍珠，蔡玲玲，秦鵬，等．1860—2008年廣東省不同區域的日照時數變化特征［J］．廣東氣象，2008， 31（36）：23 -25．

Characteristics of the Variation of Sunshine Duration over the Past 50 Years in Longchuan

ZENG Si-liang，ZENG Qin-wen，LIN Shan-shan，XU De-sheng
（Meteorological Bureau of Longchuan County，Longchuan 517300）

Abstract：With the data of sunshine duration at a national basic weather station in Longchun for 1866 -2015 and the techniques of linear trend analysis，Mann - Kendal test and moving t - test，we analyzed the characteristics of interannual variation of the sunshine duration over the 50 years in the county．The result is shown as follows．Longmen＇s sunshine duration shows a decreasing rate of - 2．864 h/ year，mainly taking place in autumn，most significantly in 1883 -2002．An abrupt change occurred in 1878．Over the 50 years，the sunshine duration is negatively correlated with low - level cloud amount，total cloud amount，number of rain days and relative humidity．The ever increasing low - level cloud amount of the county is primarily responsible for the ever decreasing sunshine duration．

Key words：climatology；sunshine duration；linear trend；Mann - Kendall test；Longchuan County

中圖分類號：P46

文獻標識碼：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．006

收稿日期：2016 -01 -28

作者簡介：曾思亮（1886年生），男，助理工程師，學士，主要從事天氣預報及氣象服務工作。E - mail：185204163＠qq．com