Climate Change Research Letters
Vol.04 No.03(2015), Article ID:15768,5 pages
10.12677/CCRL.2015.43017

Analysis of Characteristics of the Change of Sunshine Duration in 50 Years in Panxian

Guiqiong Li1*, Xianfang Zou1, Wenjia Jiang2, Sheng Zhou1, Zaixiang Chi3

1Panxian Meteorological Bureau of Guizhou, Liupanshui Guizhou

2Shuicheng Meteorological Bureau of Guizhou, Liupanshui Guizhou

3Liupanshui Meteorological Office of Guizhou , Liupanshui Guizhou

Email: 1634835483@qq.com

Received: Jul. 9th, 2015; accepted: Jul. 24th, 2015; published: Jul. 28th, 2015

Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

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ABSTRACT

In this article, the characteristics of sunlight change of Panxian in past 50 years are analyzed through Climatic trend estimation and Mann-Kendall Climatic examination with the sunshine duration in Panxian Meteorological Station from 1961 to 2010. The results show that the annual sunshine duration in Panxian is 1617.1 h, that the max sunshine duration as 1939.1 h appears in 1978, and that the minimum as 1435.8 h appears in 1976. Every year, the max monthly sunshine duration is 177.1 h in April and the minimum is 103.0 h in October. It takes shape as double peak. From January to April, the sunshine duration increases, and the max amplification appears from February to March; it tops to 46.9 h. As to June, the sunshine duration decreases; the max damping appears from May to June; it tops to 39.5 h. As to August, the sunshine duration increases again, and to October it decreases again. The change of sunshine duration from October to December is not obvious. The annual sunshine duration is on a rise as 5.7 h of 10 years, and the most outstanding rise appears in 1970 s. The change trend of sunshine duration of every season is different. It is on a declining curve in Spring and Summer, and on a rise in Autumn and Winter. There is a sudden change of annual sunshine duration in 1983, and the seasonal sudden change of sunshine duration appears in Spring of 1975 as decreasing and in Autumn of 1993 as increasing; In Summer, it decreases not so.

Keywords:Sunshine, Climatic Trend, Mutation, Panxian

盘县50年日照变化特征分析

李贵琼1*,邹贤芳1,蒋文家2,周圣1,池再香3

1贵州省盘县气象局,贵州 六盘水市

2贵州省水城县气象局,贵州 六盘水市

3贵州省六盘水市气象局,贵州 六盘水市

Email: 1634835483@qq.com

收稿日期:2015年7月9日;录用日期:2015年7月24日;发布日期:2015年7月28日

摘 要

本文利用盘县气象观测站1961~2010年逐月日照时数,采用气候倾向估计法和Mann-Kendall气候检验方法,分析盘县50年来的日照变化特征。结果表明:盘县年平均日照时数为1617.1 h,以1978年的1930.1 h为最多,以1976年的1435.8 h为最少。月日照时数以4月的177.1 h为最多,10月的103.0 h为最少,月日照时数分布呈双峰形式。1~4月逐月增加,到4月份达到峰值,随后逐月减少,到6月份达到谷值,然后又逐月增加,8月份达到第二峰值,接着又逐月减少,到10月份降到最低值;但10月份之后,到第二年的2月份日照时数变化幅度不大。年日照时数略呈上升趋势,其气候倾向率为5.7 h/10 a,以上个世纪70年代增加最为显著。春、夏、秋、冬各季日照时数变化趋势不相同,春、夏季的日照时数呈下降趋势,秋、冬季的日照时数呈上升趋势。年日照时数突变发生在1983年,春季日照时数在1975年存在减少的突变,秋季日照时数在1993年发生增加的突变;夏季虽呈下降趋势,但无突变现象发生;冬季日照时数虽发生多次增加和减少趋势,但仍无突变现象发生。

关键词 :日照,气候趋势,突变,盘县

1. 引言

日照是指太阳在一地实际照射的时数,是气候形成的重要因素,是太阳辐射最直观的表现。一个地方的日照情况一般采用日照时数来表示,日照时数表征的是一天日照时间的长短,它与人类的生产活动及动植物的生长发育密切相关,是气候变化的主要气象要素之一,日照时数的多少决定了农业光能资源的优劣,是合理进行农业生产布局、调整种植结构的重要因素。因此,对日照时数的分布特征、变化规律及突变现象进行研究分析,对合理开发光照能源,促进农林业的发展具有重要的意义。

2. 资料及统计方法

利用盘县气象观测站1961-2010年的逐月日照时数,按春季(3~5月),夏季(6~8月),秋季(9~11月),冬季(12~次年2月)划分,采用气候趋势分析法 [1] ,分析日照时数的变化趋势,日照时数的年、季突变采用Mann-Kendall(简称M-K,下同)气候分析方法进行分析研究。

2.1. 日照时数的逐月变化

图1变化曲线来看,盘县月日照时数变化呈双峰型,4月和8月为峰,6月和10月为谷,这种现象与盘县降雨天气变化趋势基本一致,也与盘县进入雨季(5月中旬)后,端午节前后多降雨以及10月多受静止锋天气影响的气候特点密切相关。从图1中还可以看出,全年各月日照时数分布不一致,以4月的177.1 h为最多,占全年的11.0%;8月份次之,即为162.8 h,占全年的10.1%;以10月的103.0 h为最少,仅占全年的6%。月平均日照时数1~4月逐月增加,以3月比2月增幅46.9 h为最多;4~6月逐月

减少,以6月比5月减少39.5 h为最多;6~8月逐月增加,以7月比6月增幅31.2 h为次多;8~10又月逐月减少,以9月比8月减少36.8 h为最次多;10月至次年2月的日照时数变化幅度不大。

2.2. 日照时数的各季变化

图2看出,盘县日照时数主要集中在春季和夏季,分别为501.5 h和439.6 h,分别占全年日照时数的31%和27.1%;其次是秋季,即为343.4 h,占全年日照时数的21.0%;以冬季日照时数为最少,即为332.7 h,占全年日照时数的20.9%。从图2还可以看出,春、夏两季日照时数呈下降趋势,其下降倾向率分别为4.8 h/10 a、12.7 h/10 a;秋、冬两季的日照时数呈上升趋势,其上升倾向率分别为7.3 h/10 a、18.1 h/10 a。各季日照时数均出现增幅和减幅现象,但变化幅度最大均出现在上个世纪60~70年代的春季,最大增幅为245.9 h,出现在1963年;最大减幅为213.7 h,出现在1970年。

Figure 1. Monthly change of sunshine duration in 50 years in Panxian

图1. 盘县50年日照时数月变化

(a) (b)(c) (d)

Figure 2. Yearly change trend of sunshine duration of each season in 50 years in Panxian; ((a) Spring; (b) Summer; (c) Autumn; (d) Winter)

图2. 盘县50年各季日照时数逐年变化趋势;((a)春季;(b)夏季;(c)秋季;(d)冬季)

2.3. 日照时数的年际变化

年日照时数变化趋势的计算采用气候倾向估计法,即用表示样本量为n的某一变量,用表示所对应的时间,建立之间的一元线性回归方程为:

(1)

式中a为回归常数,为回归系数,a与利用最小二乘法进行估计。回归系数的符号表示变量的趋势倾向,b > 0说明随时间的增加而呈上升趋势,反之则呈下降趋势[2] 。把b × 10称作气候倾向率[3] ,其单位为(h/10a),可表示气象要素长期变化的大小。

图3可以看出,上个世纪70~80年代、二十一世纪初年代(2001~2010年)属日照时数偏多期,年日照时数均多于平均值(1617.1 h),而上个世纪60年代、90年代年日照时数均少于平均值。从总日照时数变化趋势来看,盘县年日照时数略呈上升趋势,气候倾向率为5.7 h/10 a,这与蒋仕华[4] 的研究成果一致,但与许多地区的日照时数变化呈减少趋势[5] -[7] 恰恰相反。从图3还可以看出,盘县站近50年来日照时数最高值为1978年的1930.1 h,最低值为1976年的1435.8 h,两者差值高达494.2 h,该值超过多年平均值的1/3。

2.4. 日照时数的突变检验

M-K秩序相关检验法是一种非参数统计检验方法,对时间系列构造一秩序列,计算其统计量,正值表明系列呈上升趋势,负值表明呈下降趋势,当超过临界值±1.96,表明上升或下降趋势显著[8] [9] 。

应用M-K方法对盘县1961~2010年各季及年日照时数进行了突变检验,结果见图4图5。由图4

Figure 3. Yearly change trend of sunshine duration in 50 years in Panxian

图3. 盘县50年日照时数逐年变化趋势

(a) (b)(c) (d)

Figure 4. Seasonal catastrophe characteristics of sunshine duration in 50 years in Panxian; ((a) Spring; (b) Summer; (c) Autumn; (d) Winter)

图4. 盘县50 a各季日照时数突变特征;((a)春季;(b)夏季;(c)秋季;(d)冬季)

Figure 5. Yearly catastrophe characteristics of sunshine duration in 50 years in Panxian

图5. 盘县 50a 的年日照时数突变特征

统计量曲线可以看出,春季日照时数呈下降趋势,根据UF和UB曲线交叉点及交叉位置,可以确定春季日照时数在1975年存在减少的突变;夏季虽呈下降趋势,但无突变现象发生;秋季日照时数呈上升趋势,在1993年发生日照时数增加的突变;冬季日照时数发生多次增加和减少趋势,尤其在2003~2010年增多趋势较明显,仅2009~2010年两年的变化趋势都超过显著性水平ɑ = 0.05临界线(即U0.05 = 1.96),但无突变现象发生。

图5可以看出,年日照时数略呈上升趋势,但没超过临界值1.96。根据UF和UB曲线交叉点及交叉位置,可以确定年日照实数存在突变,突变的具体时间发生在1983年。

3. 结论

通过上述分析,得出如下结论:

1) 盘县年日照时数为1617.1 h,以1978年的1930.1 h为最多,以1976年的1435.8 h为最少。且年日照时数略呈上升趋势,其气候倾向率为5.7 h/10a;上个世纪70年代增长最为显著。春、夏季日照时数呈下降趋势,秋、冬季日照时数呈上升趋势。

2) 月日照时数分布呈双峰形式。1~4月逐月增加,到4月份达到峰值,随后逐月减少,到6月份达到谷值,然后又逐月增加,8月份达到第二峰值,接着又逐月减少,到10月份降到最低值;但10月份之后,到第二年的2月份日照时数变化幅度不大。以4月的177.1 h为最多,以10月的103.0 h为最少。

3) 年日照时数突变发生在1983年,春季日照时数在1975年存在减少的突变,而秋季在1993年发生日照时数增加的突变;夏季虽呈下降趋势,但无突变现象发生;冬季日照时数发生多次增加和减少趋势,但无突变现象发生。

基金项目

贵州省科技计划项目(黔科合NY字[2012]3020号),项目名称:贵州省红心猕猴桃精细化气候区划及主要病虫害气象预测预警系统研究。贵州省科技计划项目(黔科合KF字[2015]02号),项目名称:六盘水红花油茶种植气候精细化区划研究。

文章引用

李贵琼,邹贤芳,蒋文家,周 圣,池再香, (2015) 盘县50年日照变化特征分析
Analysis of Characteristics of the Change of Sunshine Duration in 50 Years in Panxian. 气候变化研究快报,03,154-159. doi: 10.12677/CCRL.2015.43017

参考文献 (References)

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