三穗近54年日照時數(shù)變化特征分析

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1、三穗縣近54年日照時數(shù)變化特征分析 摘要 關(guān)鍵詞 引言 日照是指太陽在一地的實際照射時數(shù)，在一給定時間，日照時數(shù)定義為太陽直接輻照度 達到或超過120巧-m2的那段時間總和，以小時（h）為單位。日照是氣候形成的重要因素; 日照時數(shù)是氣候變化的主要氣象要素之一，它與人類活動，動植物的生長發(fā)育等密切相關(guān)。 近年來，全球極端及異常天氣現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)，使人們越來越關(guān)心氣候變化這一問題。目前， 針對于三穗縣氣溫、降水等氣候要素的變化研究已經(jīng)有了一些分析，但是對于日照這一反映 氣候狀況的氣象因子的研究卻是空白，因此，本文利用相關(guān)統(tǒng)計方法，對三穗縣近54年日 照時數(shù)的變化特征進行初步分析。了解日照的

2、變化趨勢和演變規(guī)律，對于合理地進行農(nóng)業(yè)生 產(chǎn)布局，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)有著十分重要的作用。 1資料和方法 1.1資料選取 三穗縣于位于貴州省東部，黔東南苗族侗族自治州東北部，地處東經(jīng)108° 32?109° 04,北緯26° 47’?27° 04’之間，屬北亞熱帶溫和濕潤季風(fēng)氣候，具有冬無嚴(yán)寒、夏無 酷暑、雨熱同季的特點。 本文選取三穗國家基準(zhǔn)氣候站1958年1月?2012年2月的逐月日照時數(shù)和月平均總云 量及月平均低云量進行統(tǒng)計分析。 1.2方法 采用一元線性回歸分析法，估算相關(guān)要素的氣候趨勢，表示為： y = a + bt i 式中，9表示ti時刻的要素值yi的趨勢方程估計量，t

3、i為時間序號，把一階系數(shù)乘以 10稱為該要素變化傾向率（或變化率），如為日照時數(shù)，則單位為h/10a b可用最小二乘 法確定，公式如下： ￡（ty ）- 1 ； ￡t I I n i i b = -4=1 i=1 i=1— ￡.2 一 js i=1 i =1 日照時數(shù)是呈上升變化還是下降變化，取決于一階系數(shù)b的符號，即傾向值；b值為正， 則為上升趨勢，b值為負，則為下降趨勢。 日照時數(shù)變化趨勢的檢驗采用一元線性回歸方程的F檢驗。 季節(jié)劃分按氣候?qū)W劃分法，春季：3?5月；夏季：6?8月；秋季：9?11月；冬季： 12月?次年2月。 2日照時數(shù)變化特征 2.1三穗縣日照時數(shù)基本特征

4、 三穗縣歷年平均日照時數(shù)為1228.9小時，各季中，夏季最多，占全年40.6%，其次為 秋季，占24.9%，再次為春季，占全年的21.7%，冬季最少，僅為全年的12.8%。各月中， 7月日照最多，其次為8月，最少為2月，2月與7月相比，相差達149.6小時。 表1三穗各月日照時數(shù)平均值（單位：h） 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 年 47.1 45.3 64.8 93.2 108.5 121.3 194.9 183.2 133.2 91.8 80.6 65.0 1228.9 2.2三穗縣日照

5、時數(shù)的變化特征 2.2.1年日照時數(shù)變化特征 三穗縣54年日照變化曲線及變化趨勢見圖1。由圖1可以看出，近54年來，三穗縣日照 時數(shù)呈減少趨勢變化，其氣候傾向率為-26.662h/10a 1958年?2011年的54年中，共減少 了 144.0小時。最大值為1535.3小時，出現(xiàn)在1963年，最小值為1024.5小時，出現(xiàn)在2001 年，最大值與最小值相差510.8小時。 對日照時數(shù)的年變化趨勢做顯著性F檢驗，統(tǒng)計計算可得，F(xiàn)值為8.2464,回歸方程通 過顯著性水平a =0.01檢驗，說明年日照時數(shù)線性變化顯著。 年日照時數(shù) 5天移動平均（年日照時數(shù)） 時小統(tǒng)時照日年

6、 1600 1400 1200 1000 800 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 年份/年 圖1近54年三穗縣年日照時數(shù)變化曲線圖 2.2.2各季日照時數(shù)變化特征 根據(jù)1958年1月?2012年2月逐月日照時數(shù)統(tǒng)計計算各季節(jié)日照時數(shù)，并用一元線性 回歸分析法計算各季節(jié)的日照變化傾向率，圖2分別給出了 1958年?2012年各季節(jié)日照時 數(shù)變化曲線。由圖可知，三穗各季日照時數(shù)的變化趨勢與年變化趨勢相同，即均為下降趨勢 變化，但各季節(jié)的變化傾向率相差較大，春季為一0.128h/

7、10a夏季為一18.47h/10a秋季 為一4.017h/10a，冬季為一5.425h/10戔春季變化趨勢不明顯，日照時數(shù)在平均值上下波動； 秋冬兩季下降趨勢相近，呈緩慢的波動下降趨勢變化，但冬季變化的波動性較秋季大；夏季 的減少趨勢在各季變化趨勢中最為明顯。 對各季日照時數(shù)的變化趨勢做顯著性F檢驗，統(tǒng)計計算可得，春、夏、秋、冬各季的F 值分別為0.0189、7.7919、0.8501、1.8299，僅有夏季回歸方程通過顯著性水平a =0.01 檢驗，春、秋、冬三季未通過顯著性檢驗，說明各季節(jié)日照時數(shù)的變化中，夏季線性變化顯 著，其余三季線性變化不顯著。 時小或時照日 春 400 3

8、00 200 100 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 -春 '歷年平均 ■線性（春） 年份/年 時小或時照日 800 600 400 200 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 夏 歷年平均 線性（夏） 年份/年 時小阪時照日 500 400 300 200 100 0 秋 歷年平均 線性（秋） 1955 1960 1965 1970 1

9、975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 年份/年 時小阪時照日 300 200 100 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 冬季 歷年平均 線性（冬季） 年份/年 圖2近54年三穗縣各季節(jié)日照時數(shù)變化曲線圖 2.2.3各月日照時數(shù)變化特征 表2為三穗縣近54年各月日照時數(shù)統(tǒng)計。由表2中可以看出，近54年來，除2月、5月及11月，日照時數(shù)變化趨勢為增加外，其余各月日照均呈減少趨勢，其中，變化率最大 為7月，變化率達8.6

10、50 h/10a，其次為6月，變化率為6.944 h/10a，再次為9月，變化 率為5.069h/10a變化率最小的為12月，變化率為0.511h/10a,其次為2月，變化率為 0.623h/10ao 表2三穗近54年各月日照時數(shù)變化統(tǒng)計表 月份 月平均日照時數(shù)（h） 月平均日照時數(shù)變化率（h/10a） 1 47.1 -4.020 2 45.3 0.623 3 64.8 -2.405 4 93.2 -1.756 5 108.5 4.655 6 121.3 -6.944 7 194.9 -8.650 8 183.2 -3.634 9 1

11、33.2 -5.069 10 91.8 -3.513 11 80.6 4.562 12 65.0 -0.511 2.2.4年代際變化 統(tǒng)計計算三穗縣1961年?2010年50年中各年代的平均日照時數(shù)，結(jié)果見表2。 從各年代的年日照時數(shù)變化來看，呈“多一多一多一少一少”的變化，60?80年代， 年日照時數(shù)均在平均值之上，90年代及本世紀(jì)后，日照在平均值之下，特別是本世紀(jì)的前 十年，日照時數(shù)較50年平均值偏少95.1小時。 從各季節(jié)的日照時數(shù)變化來看，春季各年代的日照時數(shù)變化波動性不大，呈“多一少一 少一多一多”的變化，峰值與谷值的差值為21.8小時；60年代偏多最

12、多，偏多8.3小時， 70年代偏少最多，偏少13.5小時，其余在平均值上下波動。 夏季各年代的日照時數(shù)變化與年變化一致，呈“多一多一多一少一少”的變化，峰值出 現(xiàn)在80年代，谷值出現(xiàn)在本世紀(jì)的前10年。 秋季的日照時數(shù)與春季大致相似，在平均值上下波動，各年代中，呈“少一多一少一多 一少”變化，最少值出現(xiàn)在本世紀(jì)的前10。 冬季的變化為“多一少一多一少一少”，最小值出現(xiàn)在本世紀(jì)的頭十年。 由表中可以看出，進入本世紀(jì)，除春季日照時數(shù)比平均值略微偏多外，其它各季均偏少。 表2 1961年?2010年各年代日照時數(shù)（單位：小時） 年代 春季日照時數(shù) 夏季日照時數(shù) 秋季日照時數(shù) 冬季日照時

13、數(shù) 年日照時數(shù) 60年代 273.3 518.2 291.8 171.6 1251.1 70年代 251.5 503.4 323.3 158.1 1238.8 80年代 262.8 560.8 301.9 161.6 1291.5 90年代 271.6 452.1 322.9 155.9 1200.4 00年代 265.7 436.9 279.1 148.3 1126.5 50年平均 265.0 494.3 303.8 159.1 1221.6 3 三穗日照時數(shù)與云量關(guān)系 日照時數(shù)的變化與許多因子密切相關(guān)，云量是

14、影響日照時數(shù)的重要因子之一。云量是指云遮蔽天空視野的成數(shù)；總云量是指觀測時天空被所有的云遮蔽的總成數(shù)，低云量是指天空 被低云族的云所遮蔽的成數(shù)。 圖3給出了 1958年?2011年各月平均日照時數(shù)及月平均總云量、月平均低云量的變化 曲線。由圖3可以看出，日照時數(shù)與總云量及低云量呈負相關(guān)的關(guān)系，總、低云量多時，日 照時數(shù)少，而總、低云量少時，日照時數(shù)就多，這個不難理解，因為云對于太陽光有遮擋作 用。通過計算可得，總云量與日照時數(shù)的相關(guān)系數(shù)為-0.84，低云量與日照時數(shù)的相關(guān)系數(shù)為 一 0.88,即低云量的變化與日照時數(shù)變化關(guān)系更加密切，這是因為低云對太陽光的遮擋作用 更大。 日照時數(shù)

15、1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月份/月 圖3月平均日照時數(shù)、平均總云量及平均低云量變化圖 年平均低云量 0987654321 1 成A里云低均平年 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 年份/年 圖4 5小結(jié) 1 ）近54年來，三穗縣的日照呈減少趨勢變化。年日照時數(shù)的線性變化趨勢為 -26.662h/10a，通過顯著性水平a =0.01檢驗；各季的變化趨勢分別為：春季為一 0.128h/10a 夏季為一18.47h/10a 秋季為一4.017h/10a 冬季為一5.425h/10a；其中夏季 線性變化通過顯著性水平a =0.01檢驗，春、秋、冬三季未通過顯著性水平檢驗。 2)