1961—2015年共和县阴晴天日数变化特征

2017-05-30娄仲山

安徽农业科学 2017年9期

摘要利用青海省共和县气象局观测的1961—2015年总云量资料，采用线性倾向估计法、M-K检验法和滑动t检验法，分析了近55年来该地阴、晴天气日数的变化规律。结果表明，共和县年平均晴天日数呈不显著的减少趋势，四季平均晴天日数增减均不显著，春季晴天日数呈增多趋势，夏季、秋季和冬季的晴天日数均呈减少趋势；夏季晴天日数在1969年发生了增多突变，年、春季、秋季、冬季晴天日数未发生突變。年阴天日数以3.08 d/10 a的速度显著增多，秋季阴天日数呈不显著的减少趋势，春季、夏季和冬季的阴天日数均呈显著的增多趋势，其中阴天日数增多程度从大到小依次为春季、夏季、冬季；春季阴天日数在1985年发生增多突变，夏季和冬季阴天日数在2005年发生由少到多突变，秋季阴天日数未发生突变，年阴天日数在2009年发生增多突变。

关键词阴晴天日数；变化特征；共和县

中图分类号S161文献标识码A文章编号0517-6611（2017）09-0194-04

Variation Characteristics of Cloudy and Clear Days in Gonghe County during 1961-2015

LOU Zhongshan

（Gonghe County Meteorological Bureau，Gonghe，Qinghai 813099）

AbstractBased on the observation data of cloud of Gonghe weather station during 1961-2015，the change laws of cloudy and clear days in recent 55 year were analyzed by linear tendency estimation method， M-K test method and sliding t test method. The results showed that the annual average clear days were not significant decreasing trend，the average of the four seasons clear days were not significant increase or decrease，the spring clear days were increasing tend，the summer，autumn and winter clear days all showed a trend of decreasing. The clear days in summer occurred in 1969， from less to more， clear days of year，spring，autumn，winter not mutated.In cloudy days significantly increased at a speed of 3.08 d/10 a，there was a unsignificantly reduce trend of autumn cloudy days，the cloudy days of spring，summer and winter are significantly increasing trend，and the cloudy days increasing degree for spring >summer>winter.The cloudy days of spring had a mutation in 1985，the cloudy days of summer and winter had a mutation from less to more in 2005.The cloudy days in autumn had no mutation， the annual average cloudy days had mutation from less to more in 2009.

Key wordsCloudy and clear days；Variation characteristics；Gonghe County

作者簡介娄仲山（1967—），男，青海共和人，工程师，从事综合气象业务工作。

收稿日期2017-01-18

云量是表征大气阴晴的主要指标，近年来，在全球气候变暖的背景下，许多学者对云量的变化进行了深入的研究[1-6]。还有学者对云量的分布以及由于云量所引起温度、降水、湿度等的变化进行了分析，提示了云量的地域特征[7-10]。在青海省三江源同德地区，自1961年以来该地区平均低云量呈显著的增加趋势，四季平均低云量均呈增加趋势[11]。自1961年以来，青海湖南部共和地区平均总云量呈微弱的增加趋势，而平均低云量呈显著的增加趋势[12]。随着气候变暖，水汽蒸发量增大，云量增多、云层增厚，从而造成晴天变少、阴天增加[13]。云的消长及天气阴晴变化不但反映当地地形、地貌特征及冷、暖、干、湿气流的运动规律，还反映气候变化的某些特征，了解云量及天气阴晴的变化，将有助于对气候变化更深的认识[14]。有学者研究认为，云量及天气的阴晴变化还会影响到光照、温度、湿度、降水等生态气候因子的变化，会直接影响植物的分布及当地名、优、特农林产品的形成和质量[15-16]。随着经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，人们对自身健康的重视程度不断提高，人们越来越关注天气阴、晴对心情、情绪乃至健康的干扰和影响[17-20]。笔者利用青海省共和县气象局观测的1961—2015年总云量资料，采用线性倾向估计法、M-K检验法和滑动t检验法，分析了近55年来该地阴、晴天气日数的变化规律。

1资料与方法

1.1研究区概况

青海省共和县地处青藏高原东北角，北靠青海湖，南临黄河，东以日月山与东部农业区为界，西与柴达木毗连，东西长221.5 km，南北宽155.4 km，总面积1.73万km2，其中陆地面积1.46万km2，占总面积的84.86%。地形由西北向东南倾斜，平均海拔3 200 m，总人口13.6万余人，全县有可利用草场125.08万hm2，擁有耕地资源3.13万hm2，农作物总播种面积达2.96万hm2。共和县具有显著的高原大陆性气候特征，光照充足，日照强烈，冬寒夏凉，气温日较差大，降水集中，干旱少雨，风大沙（暴）多。年平均气温为4.6 ℃，最冷月平均气温为-9.0 ℃，最热月平均气温为16.0 ℃，历年极端最高气温为33.7 ℃，历年极端最低气温为-25.6 ℃。降水集中但时空分布不均，年平均降水量为324.7 mm，其中4—10月降水量为313.0 mm，占全年降水量的96.4%。年平均大风日数36.4 d，年平均日照时数2 914.0 h，占年可照时数的66%。年平均风速1.8 m/s，年最多风向为C/N风。年平均蒸发量为1 692.1 mm，年雷暴日数为36.7 d。主要气象灾害有大风、沙尘暴、干旱、霜冻、冰雹、山洪、雪灾。

1.2资料来源

根据《地面气象观测规范》[21]，云量观测以气象站所能观测到天空视野为10成，云所遮蔽天空视野的成数为云量。根据共和县国家基本气象站1961—2015年逐日云量观测资料，建立了1961—2015年共和县平均云量资料序列。以总云量≥8成为阴天，<2成为晴天，2～8成为昙天。根据该地区气候特征，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月—次年2月为冬季。将季节内相加再取平均作为季节平均。多年平均值采用1981—2010年平均值。

1.3研究方法

利用线性倾向估计法[22]来检测共和县1961—2015年阴天、晴天的变化趋势。线性倾向估计法属于时间序列分析范畴，该方法是对资料的时间序列y（x），x=1，2，3，…，n，以线性函数y（x）=a+bx来拟合，其中a为常数，b为回归系数，回归系数b和常数a用最小二乘法进行估计。其中b×10为气候倾向率。回归系数的正负表示该资料序列随时间变化的方向，正值表示阴晴天日数随时间变化有增多的趋势，负值则表示有减少的趋势。采用气候要素与年份的相关系数来确定变化是否显著。选取年平均值进行拟和，总共有55年数据，当相关系数绝对值>0.443则通过9999%信度检验，>0.354则通过99%信度检验，>0.273则通过95%信度检验。

利用非参数M-K（Mann-Kendall）检验法和滑动t检验法[23-24]对阴天、晴天进行突变性检测。

1.4数据统计

利用Excel 2003和DPS 7.05进行数据处理和统计分析。

2结果与分析

2.1阴、晴天日数的年际变化

由图1a可知，自1961年以来共和县晴天日数随年份以0.42 d/10 a的速度减少，相关系数为0.062，未通过信度检验。近55年共和县年平均晴天日数为72.9 d，年晴天日数在54～106 d，最多年份出现在1990年，为106 d，最少年份在2008年，为54 d，晴天日数最多年与最少年相差52 d，最多年是最少年的2.0倍，表明共和县晴天日数年际变化较大。年晴天日数超过90 d的仅有2年，分别为1979和1990年；80～90 d的有7年，分别为1978、1992—1995、2002、2004年；73～80 d的有14年，占全年的25.5%；73 d以下的32年，占全年的58.2%。

由图1b可知，自1961年以来共和县阴天日数随年份以3.08 d/10 a的速度增多，相关系数为0.330，通过0.05信度检验。近55年共和县年平均阴天日数为93.9 d，年阴天日数在63～136 d，最多年份出现在2014年，为136 d，最少年份在1990年，為63 d，阴天日数最多年与最少年相差73 d，最多年是最少年的2.2倍，表明共和县阴天日数的年际变化也较大。年阴天日数超过130 d的仅有2年，分别为2012和2014年；100～130 d的有19年，占全年的34.5%；94～100 d的有8年，占全年的14.5%；94 d以下的26年，占全年的47.3%。

从年代际变化（表1）来看，20世纪60年代、80年代、2001—2010、2011—2015年为晴天日数偏少期，较平均年晴天日数偏少1.3～9.6 d，其中以2011—2015年减少最多。20世纪70、90年代晴天日数最多，较平均年晴天日数偏多0.4～3.9 d，其中以20世纪90年代最多；阴天日数20世纪60和90年代偏少于多年阴天日数，较平均阴天日数分别偏少2.7和8.8 d，其中以90年代为最少；20世纪70年代、80年代、2001—2010和2011—2015年阴天日数偏多，偏多3.5～12.9 d，其中21世纪以来偏多幅度较大，2011—2015年达到最多值。

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2.2阴、晴天日数的季节变化

由表2可知，近55年来共和县晴天日数仅在春季呈增多趋势，气候倾向率为0.15 d/10 a，相关系数为0.065，未通过显著性水平检验；夏季、秋季和冬季的晴天日数均呈减少趋势，气候倾向率分别为-0.06、-0.33和-0.10 d/10 a，相关系数分别为0.022、0.098和0.025，均未通过显著性水平检验，其中晴天日数减少程度从大到小依次为秋季、冬季、夏季。阴天日数则是秋季呈减少趋势，气候倾向率为-0.18 d/10 a，相关系数为0055，未通过显著性水平检验；春季、夏季和冬季的阴天日数均呈增多趋势，气候倾向率分别为1.27、1.09和0.90 d/10 a，相关系数分别为0.324、0.275和0.284，均通过信度0.05的显著性水平检验，说明阴天日数在春季、夏季和冬季的增多趋势是显著的，其中阴天日数增多程度从大到小依次为春季、夏季、冬季。

由表3可知，春季晴天日数20世纪70和90年代最少，其中70年代仅为5.5 d，较多年值偏少2.5 d；20世纪60年代、80年代、2000—2010和2011—2015年偏多，较多年值偏多0.3～0.7 d，2001—2010年是最多的年代。夏季晴天日数最多值出现在20世纪90年代，较多年值偏多1.9 d；其他年代均小于多年值，偏少0.4～1.9 d，其中以2011—2015年为最少。秋季晴天日数在20世纪70和90年代较多年值偏多，70年代偏多2.6 d；20世纪60年代、80年代、2001—2011和2011—2015年偏少0.5～4.4 d，进入21世纪以来持续减少，于2011—2015年达到最小值。冬季晴天日数的变化与夏季基本一致，20世纪90年代较多年值偏多2.1 d；其他年代偏少0.5～4.1 d，其中以2011—2015年为最少。

春季阴天日数平均为31.4 d，20世纪60、70、90年代阴天日数均小于多年值，2011—2015年阴天日数较多年值偏多6.4 d。夏季阴天日数平均为33.5 d，20世纪60、80、90年代阴天日数少于多年值；20世纪70年代、2001—2010、2011—2015年阴天日数偏多于多年值。秋季阴天日数除20世纪90年代偏少外，其他年代均多于多年值，其中2011—2015年最多，较多年值偏多3.8 d。冬季阴天日数20世纪60、70、90年代较多年值偏少，90年代偏少2.5 d，80年代以及21世纪以来阴天日数均偏多，其中2011—2015年较平均值偏多6.0 d。

2.3阴、晴天日数的月变化

由图2可知，近55年来共和县晴天和阴天日数随月份变化较大。晴天日数最多的月份为11、 12、1和10月，各月平均日数>8 d；次多月份是2、7、8和9月，各月平均日数>5 d；3—6月晴天日数最少，各月平均日数<4 d。而阴天日数正好相反，3—9月为最多，各月平均日数>9 d；其他月份较少，各月平均日数<6 d，其中1、11和12月各月平均日数<4 d。

2.4阴、晴天日数的突变分析

经分析（表4），春季晴天日数在1978—2015年波动中增多，但未发生突变。夏季晴天日数在1969年发生了由少到多的突变，1969—2004年夏季晴天日数在波动中持续增多，2005—2015年晴天日数持续减少；秋季、冬季和全年晴天日数未发生突变。春季阴天日数在1966—2000年波动中持续增多，1985年发生增多突变；夏季阴天日数在1961—1967年剧烈增多，1968—1974、1977—1997年持续减少，1998年开始持续增多，并于2005年发生由少到多突变；秋季阴天日数未发生突变，但1961—1966年急剧增多，1967—2000年持续减少，2001年开始呈增多趋势；冬季阴天日数在1962—1969年增多趋势明显，1967—1990年波动中增减，1991—1995年持续减少，1996年开始增加明显，并于2005年发生由少到多突变。全年阴天日数在1961—1967年急剧增多，1968—1972、1977—1980年明显减少，1981—1995年波动中持续减少，1996年开始持续增多，2005年开始明显增多，并于2009年发生增多突变。

3结论

（1）近55年来共和县年平均晴天日数以0.42 d/10 a的气候倾向率减少；四季平均晴天日数增减均不显著，春季晴天日数呈增多趋势，夏季、秋季和冬季的晴天日数均呈减少趋势。一年中10月—次年1月是晴天日数最多的月份。夏季晴天日数在1969年发生了增多突变，全年、春季、秋季、冬季晴天日数未发生突变。

（2）近55年来共和县年阴天日数以3.08 d/10 a的速度显著增多，秋季阴天日数呈不显著的减少趋势，春季、夏季和冬季的阴天日数均呈显著的增多趋势，其中阴天日數增多程度从大到小依次为春季、夏季、冬季。春季阴天日数在1985年发生增多突变，夏季和冬天阴天日数在2005年发生由少到多突变，秋季阴天日数未发生突变，年阴天日数在2009年发生增多突变。

（3）近55年来共和县降水量和日照时数呈不显著的减少趋势[25]，阴天日数则呈增多趋勢。降水量的减少会增加干旱的危害程度，使得种植作物的水分供应将面临更大的挑战[14]。晴天日数的减少，阴天日数的增多必将会导致日照时数的减少，这将会极大影响种植业生产。在某一特殊时段缺乏足够的光照，使得当地某些光敏感作物失去原有的资源优势，对当地种植业的持续有效发展造成较大影响[26-27]。另一方面，随着共和县云量增多，在一定程度上使得致雨过程增加，这将对共和县农牧业生产有利，因为降水的增加会减少干旱对农牧业的危害程度。

参考文献

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