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1961~2020年曲麻莱县日照时数变化特征

2021-11-20包海义韩方昕

青海草业 2021年4期
关键词:日照时数气候显著性

包海义,韩方昕

(玉树市气象局,青海 结古 815000)

1 引言

近百年来,全球气候发生了巨大的变化,正经历一次以全球变暖为主的显著变化[1],气候变化会间接影响太阳辐射能的变化。日照是一个重要的气候因子,也是一种重要的可再生能源,对农作物生长发育有直接的影响。随着全球气候变化研究的深入开展,青藏高原日照时数的变化趋势已引起了很多学者的关注。相关研究表明,1960~1990年来我国大部分地区太阳总辐射和直接辐射呈减少趋势[2];近年来黄河流域的太阳总辐射呈下降趋势,日照时数呈明显的减少趋势,在季节上主要表现在夏季和冬季[3,4],在青海省海北州祁连县野牛沟近50 a来年日照时数也呈减少趋势[5];华维等[6]研究表明,近47 a来青藏高原四季日照时数年际和年代际变化明显,总体呈减少趋势。杜军等[7]分析了近35 a来西藏日照时数的变化特征及其影响因素,发现近35 a西藏年日照时数表现为显著的减少趋势,除冬季变化不大外,其它各季均为减小趋势。20世纪90年代以来我国大部分地区的太阳辐射、日照时数在减少[8~16],笔者利用曲麻莱县1961~2020年60 a的日照资料进行研究,分析日照时数在时间和空间上的分布和变化特征,并用MTT检验方法对年、季日照时数进行气候突变检验。

2 资料与方法

利用曲麻莱县站的1961~2020年的逐月日照时数资料。季节划分按:冬季,上年12月至当年2月;春季,3~5月;夏季,6~8月;秋季,9~11月。本文将运用线性倾向估计以及MTT突变检验[17]等方法进行日照时数在时间和空间上的分布和变化特征分析和突变检验。

3 日照时数变化特征

3.1 日照时数年代际变化特征

分析1961~2020年曲麻莱县各年代日照时数变化(图1)得到,曲麻莱县的年代际平均日照时数阶段性变化很明显,60~80年代年平均日照时数呈增加趋势,80年代年平均日照时数达到最大值,为2 780.1 h,比60年代年平均日照时数增加了146 h,比70年代年平均日照时数增加了92.3 h;80年代之后年平均日照时数呈显著的减少趋势,尤其是进入21世纪之后减少更是显著,2011~2020年年平均日照时数达到了最少,为2 483.5 h;90年代、00年代以及10年代的年平均日照时数比80年代分别减少了4.0 h、124.4 h、296.6 h。年代日照时数最多值与最少值相差296.6 h。

图1 1961~2020年曲麻莱县各年代平均日照时数变化

3.2 日照时数年际变化特征

分析1961~2020年曲麻莱县日照时数(图2)可以得到,曲麻莱县年日照时数在1963~1966年呈波动性增加趋势,1967~1986年之间先呈减少趋势之后再呈波动性增加趋势,在1986年达到最大值,为3 000.8 h;在1987~2019年呈波动性的减少趋势,降至谷底,在2019年年平均日照时数出现了最小值,为2 147.7 h。年日照时数最多值与最少值相差853.1 h。从总的气候变化趋势分析,曲麻莱县的日照时数明显减少,气候倾向率为-22.785 h/10a,60 a中共减少了136.71 h。

用滑动T检验检测曲麻莱县年日照时数序列的突变,年日照时数的t统计值于1978年、2002年和2007年通过了0.01显著性水平检验,在1978年为负值,说明年日照时数于1978年出现了一次由少到多的突变;2002年和2007年均为正值,且极大值出现在2007年,年日照时数于2007年出现了一次由多到少的突变。

图2 1961~2020年曲麻莱县日照时数年际变化及其线性趋势

3.3 日照时数的季变化特征

图3为1961~2020年曲麻莱县各季日照时数变化及其线性趋势。从图3可以看到,曲麻莱县春季日照时数在1969年达到最大值,为821.8 h;在2019年减少至最低值,为557.6 h,春季日照时数最多值与最少值相差264.2 h。曲麻莱县夏季日照时数在1978年达到最大值,为799.6 h,在2020年达到最小值,为502.2 h,日照时数最多值与最少值相差297.4 h。秋季日照时数在1964年为752.8 h,为最多年份,在2019年达到最小值,为492.4 h,日照时数最多值与最少值相差260.4 h。冬季日照时数在1975年出现最少值,为505.3 h;在1986年达到最多值,为764.2 h,日照时数最多值与最少值相差258.9 h。

表1为近55 a曲麻莱县各年代各季节日照时数距平。从表1中可以看出,60年代,春季日照时数偏多,为正距平,夏秋冬各季节日照时数均偏少,为负距平;70年代,冬季日照时数偏少,为负距平,其余各季节日照时数偏多,为正距平;80年代和90年代,各季节日照时数均偏多,为正距平;00年代,秋季日照时数偏多,为正距平,其余各季节均偏少,为负距平;10年代,各季节日照时数均偏少,为负距平。

表1 1961~2020年曲麻莱县各年代各季节日照时数距平

从四季的总的气候变化趋势分析得到,曲麻莱县四季的日照时数除了冬季呈增加趋势之外,其余季节均有所减少,秋季的减少幅度最小,夏季的减少幅度最大,其气候倾向率分别为-6.044、-11.121 h/10a。

用滑动T检验检测曲麻莱县各季日照时数序列的突变。春季,在2007年通过了0.01显著性水平检验,且为正值,说明日照时数于2007年出现了一次由多到少的突变;夏季,极大值出现在2002年,未通过0.01显著性水平检验;秋季,在2007年和2010年为正值,且通过了0.01显著性水平检验,极大值出现在2007年,说明日照时数于2007年出现了一次由多到少的突变;冬季,在1977~1981年共有5年通过了0.01显著性水平检验,均为负值,极值出现在1978年,日照时数于1978年出现了一次由少到多的突变。

图3 1961~2020年曲麻莱县各季日照时数变化及其线性趋势(a春季,b夏季,c秋季,d冬季)

3.4 日照时数的月变化特征

表2为近60 a曲麻莱县各年代逐月日照时数距平。从表2中可以看出,60年代3、5、6月日照时数均偏多,为正距平,其余月份均偏少,为负距平;70年代1、2、3及12月日照时数偏少,为负距平,其余各月日照时数均偏多,为正距平;80年代7、9月日照时数均偏少,为负距平,其余月份均偏多,为正距平;90年代,4、8月日照时数偏少,为负距平,其余各月日照时数均偏多,为正距平;00年代,1、5、6、8、12月日照时数均偏少,为负距平,其余月份均偏多,为正距平;10年代各月日照时数均偏少,为负距平。从气候趋势分析来看,曲麻莱县各月日照时数的气候倾向率分别为0.98、2.08、-1.19、-1.88、-6.03、-7.01、-0.75、-0.34、-1.90、-2.18、-1.96、0.41 h/10a,近60 a来各月日照时数减少最多的月份是6月,其次是5月;增加最多的月份是2月,其次是1月。

表2 1961~2020年曲麻莱县各年代逐月日照时数距平

4 结论

(1)1961~2020年曲麻莱县日照时数在1986年达到最大值,为3 000.8 h;在2019年年平均日照时数出现了最小值,为2 147.7 h。年最多值与年最少值相差853.1 h。从总的气候变化趋势分析,曲麻莱县的日照时数明显减少,气候倾向率为-22.785 h/10a,60 a中共减少了136.71 h。年日照时数于2007年出现了一次由多到少的突变。

(2)从四季的总的气候变化趋势分析得到,曲麻莱县四季的日照时数除了冬季呈增加趋势之外,其余季节均有所减少,秋季的减少幅度最小,夏季的减少幅度最大,其气候倾向率分别为-6.044、-11.121 h/10a。春季和秋季日照时数均于2007年出现了一次由多到少的突变;夏季突变不显著;冬季日照时数于1978年出现了一次由少到多的突变。

(3)近60 a来各月日照时数减少最多的月份是6月,其次是5月;增加最多的月份是2月,其次是1月。

(4)曲麻莱县的年代际平均日照时数阶段性变化很明显,60~80年代年平均日照时数呈增加趋势,80年代年平均日照时数达到最大值,为2 780.1 h,80年代之后年平均日照时数呈显著的减少趋势,尤其是进入21世纪之后减少更是显著,2011~2020年年平均日照时数达到了最少,为2 483.5 h;年代日照时数最多值与最少值相差296.6 h。

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