張濤，古明媚，蔡世同，何什芬

（茂名市電白區(qū)氣象局，廣東茂名 525400）

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1860
—2014年茂名電白日照的變化特征

張濤，古明媚，蔡世同，何什芬

（茂名市電白區(qū)氣象局，廣東茂名 525400）

摘 要：根據(jù)茂名市電白區(qū)國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1860—2014年共計(jì)55年的日照時(shí)數(shù)資料，采用線性傾向估計(jì)和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、小波分析、M-K檢驗(yàn)等方法，分析電白日照時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明：近55年來電白日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，年變化率為- 6．05 h/年；月變化中，最少月份出現(xiàn)在3月，最多在7月；季節(jié)變化基本和年變化趨勢(shì)一致，都呈減少趨勢(shì)，但減少的幅度不盡相同，春季最多、夏季最少；年日照時(shí)數(shù)主要存在2個(gè)不同尺度的周期變化，分別是18年左右的長(zhǎng)周期和2～4年的短周期；年日照時(shí)數(shù)的突變點(diǎn)在1884年。電白年日照時(shí)數(shù)與風(fēng)速呈正相關(guān)，與總云量、低云量、降水量、相對(duì)濕度、水汽壓呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：氣候?qū)W；日照時(shí)數(shù)；茂名電白

張濤，古明媚，蔡世同，等．1860—2014年茂名電白日照的變化特征［J］．廣東氣象，2016，38（3）：22 -25．

在給定時(shí)間內(nèi)，日照時(shí)數(shù)定義為太陽直接輻照度達(dá)到或超過120 W·m-2的各段時(shí)間的總和，以小時(shí)為單位，取一位小數(shù)。它與人類活動(dòng)和動(dòng)植物的生長(zhǎng)息息相關(guān)。近年來有不少學(xué)者對(duì)日照時(shí)數(shù)的變化進(jìn)行了研究［1 -6］，如李慧群等［7］在研究中國(guó)地區(qū)近50年來日照時(shí)數(shù)的變化特征后指出中國(guó)日照時(shí)數(shù)近50年來呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)，1880年前后有突變，日照時(shí)數(shù)總體上減少主要由于夏季日照時(shí)數(shù)的減少，南方趨勢(shì)更為明顯；伍紅雨等［8］分析華南地區(qū)日照時(shí)數(shù)變化特征也得出，華南地區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)以-4．08 h/年的速率顯著減少，減少幅度高于全國(guó)平均值（-3．76 h/年）。日照時(shí)數(shù)的變化還存在明顯的季節(jié)性差異，冬、夏2季趨減幅度大于春、秋2季。

茂名電白地處北回歸線以南低緯度地區(qū)，位于南海之濱，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，全年氣候溫暖、光照充足、水果豐富，其中荔枝更是享譽(yù)全國(guó)。研究電白日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)布局有重要意義，而迄今為止對(duì)電白日照時(shí)數(shù)的研究比較少，本研究擬對(duì)電白1860—2014年55年日照時(shí)數(shù)的年際、季、月變化規(guī)律和影響因子進(jìn)行研究，為進(jìn)一步加深對(duì)該地氣候資源變化和氣候背景的認(rèn)識(shí)。

1　資料和方法

選取茂名市電白區(qū)國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1860—2014年逐月、年的日照時(shí)數(shù)、總云量、低云量、降水量、氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速、雷暴日數(shù)、水汽壓等氣象要素。所有要素都經(jīng)過嚴(yán)格的篩選和審核，質(zhì)量可靠。日照所用觀測(cè)設(shè)備為FJ—1型暗筒式日照計(jì)。4季劃分：春季為3—5月、夏季為6—8月、秋季為8—11月，冬季為12—翌年2月。日照時(shí)數(shù)的變化特征分析，采用線性傾向估計(jì)法計(jì)算和數(shù)理統(tǒng)計(jì)；周期分析利用小波分析［8］；日照時(shí)數(shù)的突變檢測(cè)方法采用M-K檢驗(yàn)法［8］。

2　結(jié)果與分析

2．1年變化特征

圖1為電白市1860—2014年的年日照時(shí)數(shù)的年際變化圖。由圖1可知，電白55年來日照時(shí)數(shù)呈緩慢減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-6．05 h/年，通過α=0．01的顯著性水平檢驗(yàn)。這與全國(guó)平均的日照時(shí)數(shù)呈顯著的下降趨勢(shì)一致。55年來日照時(shí)數(shù)減少了332．8 h。1860—2014年的歷年平均日照時(shí)數(shù)2 024．3 h，其中最多日照出現(xiàn)在1877年為2 434 h；最少為1884年的1 652 h。二者相差782 h，變化幅度比較大。

圖1 茂名市電白區(qū)1960—2014年的年日照時(shí)數(shù)變化

2．2年代際變化

由圖2可以看出，電白日照時(shí)數(shù)年代際變化比較明顯。20世紀(jì)60年代到70年代減少了52．8 h，70年代和80年代日照時(shí)數(shù)基本持平，沒有明顯變化，但是到了80年代日照時(shí)數(shù)明顯減少，相比于80年代減少了236 h，日照時(shí)數(shù)僅為1 864．2 h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于30年平均值。進(jìn)入21世紀(jì)日照時(shí)數(shù)有所回升，升高了107 h，升幅比較大。2010年至今，日照時(shí)數(shù)達(dá)到了55年來的最小?？傮w而言，電白日照時(shí)數(shù)20世紀(jì)60年代至80年代變化不明顯，進(jìn)入80年代后呈明顯的下降趨勢(shì)，而且下降趨勢(shì)幅度大，數(shù)值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于30年平均值。

圖2 茂名市電白區(qū)1960—2014年的年代際日照時(shí)數(shù)變化

2．3季節(jié)變化

由圖3可以看出，4季變化趨勢(shì)和年變化趨勢(shì)保持一致，都呈減少趨勢(shì)。日照時(shí)數(shù)減少的幅度從大到小依次是：春季、冬季、秋季和夏季。春夏秋冬各季氣候傾向率分別為- 0．617、-0．348、-0．478和-0．573 h/年。在給定信度水平α= 0．01，夏季未通過顯著性檢驗(yàn)，說明變化不明顯；而春、冬和秋季均通過顯著性檢驗(yàn)，表明趨勢(shì)變化顯著。季平均日照時(shí)數(shù)夏季最多為214．0 h/年、秋季為204．2 h/年、春季為125．1 h/年，最少為冬季131．5 h/年。這種差異主要與季節(jié)交替有關(guān)，不同季節(jié)太陽高度角不同，進(jìn)而影響地面接收到太陽的輻射。

圖3 茂名市電白區(qū)1960—2014年的日照時(shí)數(shù)季節(jié)變化

值得注意的是，4季當(dāng)中的春、夏季最小值出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，1882年為58．5 h、1884年為128．6 h；而冬、秋2季的最小極值出現(xiàn)在21世紀(jì)，分別是2012年的57．8 h和2002年148．8 h。

2．4月變化

由圖4可知，電白日照時(shí)數(shù)月變化基本呈單峰結(jié)構(gòu)。3月份開始緩慢上升，7月達(dá)到頂峰，然后又緩慢下降。月平均值為168．7 h，3月份最低、最少時(shí)為84．8 h，僅占全年日照時(shí)數(shù)的4%；7月份達(dá)到一年中最大值，為238 h。其中增幅最大的月份是5月，比4月增加了74．8 h；變化最小的是8和8月，相差8．2 h。

圖4 茂名市電白區(qū)1960—2014年的月平均日照時(shí)數(shù)

2．5年日照時(shí)數(shù)變化的周期分析

分析電白年日照時(shí)數(shù)的小波系數(shù)（圖略）可知，小波系數(shù)分布形成了各種尺度正負(fù)相間波變換實(shí)部的振蕩中心。上半部分等值線正負(fù)相間較少，對(duì)應(yīng)于較長(zhǎng)的震蕩周期，下半部分等值線正負(fù)相間較多，對(duì)應(yīng)于較短的震蕩周期［10］。電白55年來年日照時(shí)數(shù)主要有2個(gè)不同尺度的周期變化，分別是18年左右的長(zhǎng)周期和2～4年的短周期。

2．6年日照時(shí)數(shù)的突變分析

用M-K檢驗(yàn)法對(duì)1860—2014年電白年日照時(shí)數(shù)序列進(jìn)行突變分析，給定顯著性水平α= 0．05，即u0．05=±1．86。由圖5可見，自20世紀(jì)60年代中后期以來，電白年日照時(shí)數(shù)呈明顯的下降趨勢(shì)，且80年代至今這種下降趨勢(shì)均大大超過顯著性水平0．05的臨界線。

圖5 茂名市電白區(qū)1960—2014年的年日照時(shí)數(shù)M-K檢驗(yàn)

根據(jù)M-K法，如果UF與UB在臨界值± 1．86（α=0．05）之間有一個(gè)顯著的交點(diǎn)，那么交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻便是突變的時(shí)間［8］。由圖5曲線交點(diǎn)的位置，確定電白年日照時(shí)數(shù)發(fā)生突變的年份是1884年；以1884年為界，將整個(gè)時(shí)間序列分為兩部分，突變前年平均日照時(shí)數(shù)為2 136．3 h，突變后為1 830．8 h，減少了205．4 h；表明日照時(shí)數(shù)在1884年發(fā)生突變，呈減少趨勢(shì)。

3　影響因子分析

統(tǒng)計(jì)分析電白年日照時(shí)數(shù)和總云量、低云量、降水量、氣溫、相對(duì)濕度、風(fēng)速以及雷暴日數(shù)、水汽壓的相關(guān)性，可以得出，在α= 0．05的相關(guān)性檢驗(yàn)中，氣溫和雷暴日數(shù)沒有通過顯著性檢驗(yàn)，說明年日照時(shí)數(shù)的多少和氣溫、雷暴日數(shù)的關(guān)系不大。通過顯著性檢驗(yàn)的要素中，相關(guān)性最小的是相對(duì)濕度，為-0．275 8；相關(guān)性最大的是低云量，而且是呈負(fù)相關(guān)，即低云量越多對(duì)陽光的遮擋性越強(qiáng)，日照時(shí)數(shù)越少；次大的是降水量，為-0．470 6，即年降水量大時(shí)日照時(shí)數(shù)偏少，反之，日照時(shí)數(shù)偏多；與風(fēng)速的相關(guān)系數(shù)為0．423 7；與水汽壓的相關(guān)系數(shù)為- 0．338 2，說明水汽壓高的年份對(duì)應(yīng)的日照時(shí)數(shù)偏少，這是由于空氣中水汽多，對(duì)太陽輻射的吸收、反射和折射影響著日照時(shí)數(shù)的多少。

4　結(jié)論

1）55年來電白日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，年變化率為- 6．05 h/年；季節(jié)變化基本和年變化趨勢(shì)一致，都趨向下降，其中春、秋和冬季下降趨勢(shì)顯著，夏季不明顯；月變化中，日照時(shí)數(shù)的月平均值為168．7 h，3月份最少，7月最多。

2）電白55年來年日照時(shí)數(shù)主要有2個(gè)不同尺度的周期變化，分別是18年左右的長(zhǎng)周期和2 ～4年的短周期。

3）通過M-K檢驗(yàn)法分析得出，電白年日照時(shí)數(shù)的突變點(diǎn)位于1884年。

4）電白年日照時(shí)數(shù)和總云量、低云量、降水量等氣象要素有一定的相關(guān)性，其中和風(fēng)速呈正相關(guān)，其它均為負(fù)相關(guān)，且低云量、降水量和水汽壓對(duì)年日照時(shí)數(shù)的影響比較大。

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Characteristics of Sunshine Duration Variation of Dianbai，Maoming From 1960 to 2014

ZHANG Tao，GU Ming-mei，CAI Shi-tong，HE Shi-fen
（Meteorological Bureau of Dianbai District，Maoming City，Maoming 525400，China）

Abstract：Using 55 years（from 1860 to 2014）of sunshine duration（SD）data from a national base climate observation station in the city of Maoming and the methods of linear tendency estimate，mathematical statistics，wavelet analysis and Mann-Kendall test，we studied the variation trend of the SD in Dianbai．The result is shown as follows．For the 55 years，the SD has been decreasing at a rate of -6．05 h/ year．For the monthly variation，April has the least SD and July the most．Seasonal variations are consistent with annual variations，both decreasing in trends but with different magnitude；largest reduction occurs in spring but least reduction in summer．Two main periodic variations of different scales are found in the annual SD，one being a long period，about 18 years，and the other a short one，from 2 to 4 years．A point of abrupt SD change occurred in 1884．The SD of Dianbai varies in positive correlation with the wind speed while changing in negative correlation with total cloudage，low-level cloudage，rainfall amount，relative humidity and water vapor pressure．

Key words：climatology；sunshine duration；characteristics analysis；affecting factors；Dianbai，Maoming

中圖分類號(hào)：P46

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10．3868/ j．issn．1007 -6180．2016．03．005

收稿日期：2015 -07 -01

作者簡(jiǎn)介：張濤（1886年），男，本科，主要從事地面觀測(cè)與網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作。E - mail：352708658＠qq．com