1961―2010年梁山地区日照时数变化特征及影响因素分析.docVIP

1961―2010年梁山地区日照时数变化特征及影响因素分析 　　摘要 利用梁山地区近50年日照时数实测资料，采用线性趋势分析、三本（Yamamoto）检验法，分析了梁山地区日照时数年际、季度和月的气候变化特征，并对影响日照时数的气候因子进行了分析。结果表明：1961―2010年期间，梁山地区日照时数呈显著减少的趋势，其中夏季、秋季和冬季的日照时数显著减少，春季日照时数变化不显著；1982年是梁山地区日照时数由正距平占优势转为负距平占优势的转折点，也是梁山地区日照时数突变转折点；风速和能见度与日照时数变化趋势呈正相关，水汽压与日照时数变化趋势呈负相关。 　　关键词 日照时数；趋势系数；突变检验；影响因素；山东梁山；1961―2010年 　　中图分类号 P412 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0224-03 　　作为地球气候系统的主要能源，太阳辐射对地球可产生深远影响，如引起大气环流、导致气候变化等；同时也是供人类开发利用的可再生能源，对农作物生长发育具有无可替代的作用。日照时数作为重要的气象要素，可以表征太阳辐射的强弱程度，是太阳辐射最直观的表现。因此，日照时数的长短不仅对人类的日常生活产生直接影响，而且对农业、林业生产也产生直接影响。近年来，各地高度关注节能减排和风能、太阳能等新能源的开发利用，并提出了新的要求，以促进社会经济的可持续发展。为此，本着促进农业结构调整、合理布局农业生产、科学开发利用太阳能的目的，利用梁山气象站1961―2010年日照资料，对梁山地区日照时数的变化特征及影响因素进行分析。 　　1 资料与方法 　　1.1 研究资料 　　研究资料为整编历史资料，并且已经过初步质量控制，主要包括梁山地区气象局1961―2010年逐月日照时数、风速、能见度和水汽压。研究资料中四季是按照气象学方法划分，即春季为3―5月、夏季为6―8月、秋季为9―11月、冬季为12月至翌年2月。 　　1.2 研究方法 　　1.2.1 线性趋势分析。气象要素的变化趋势可以采用公式（1）进行预测分析[1]： 　　公式（1）中：ti为时间（1961―2010年），a1为线性趋势，Yi为气象要素，将a1×10定义为气象要素每10年的趋势系数，其中a1的最小二乘估计用公式（2）计算，ti与Yi之间的相关系数r用公式（3）计算，相关计算公式如下： 　　a1的符号决定日照时数是呈上升还是下降趋势，即趋势系数为正时日照时数呈上升趋势，趋势系数为负时日照时数呈下降趋势。同时，用相关系数r来判断趋势的显著性，一般超过α=0.05显著性水平则认为趋势显著。 　　1.2.2 三本（Yamamoto）检验法[1]。三本（Yamamoto）检验法[1]主要从2个部分讨论突变问题，即气候噪声和气候信息。对于时间序列x，具有n个样本量，可以人为设置某一时刻为基准点，基准点前后样本量分别为n1和n2的2段子序列，子序列x1和x2的均值分别为x1和x2，标准差分别为S1和S2，定义信噪度比为： 　　2 结果与分析 　　2.1 梁山地区日照时数的时间变化 　　2.1.1 日照时数的年际变化。梁山地区在1961―2010年期间，年日照时数最多为1965年的2 808.4 h，最少为2003年的1 934.6 h，多年平均值为2 372.4 h，最多和最少年日照时数相差873.8 h，占多年平均值的36.8%，由此可知梁山地区年日照时数变化振幅比较大。在1961―1981年间，梁山地区日照时数偏多，只有1961年、1964年这2年的年日照时数低于多年平均值，其余年份均接近或高于多年平均值。1980年以后，梁山地区日照时数开始大幅降低，1981―2010年这30年期间，除1986年、1997年这2年的日照时数略高于多年平均值外，其余年份均低于多年平均值（图1）。 　　从总体上进行分析发现，1961―2010年间，梁山地区日照时数变化趋势为显著减少，其趋势系数为-94.88 h/10年，日照时数相关系数r=0.649，表明在α=0.01水平上梁山地区日照时数的减少趋势是显著的（表1）。 　　2.1.2 日照时数的季节变化。1961―2010年梁山地区日照时数夏季、秋季、冬季3个季节均呈减少趋势，尤其以夏季减少趋势最为显著，只有春季增减趋势不明显。由表1可知，春季日照时数以-1.619 h/10年的趋势减少，但其下降趋势的相关系数未通过α=0.05的显著性检验，表明春季的减少趋势在统计上不显著；夏季、秋季、冬季日照时数分别以 -15.765、-6.382、-7.425 h/10年的趋势减少，并且下降趋势的相关系数都通过了α=0.01的显著性检验，表明夏季、秋季和冬季的下降趋势显著。减少量以夏季最多，春季最少，分别为