廖家旺?韋瑞霞

摘 要：利用廣西河池宜州國(guó)家氣象觀測(cè)站1962—2020年日照觀測(cè)資料，采用線性趨勢(shì)、滑動(dòng)平均、累積距平及Mann-Kendall檢驗(yàn)法等方法，分析宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)年際變化、季節(jié)變化、月變化及突變分析。結(jié)果表明，宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)隨年份變化有顯著下降趨勢(shì)，下降傾向率為-72.3 h/10 a，峰值和谷值相差697.2 h，在1980年發(fā)生了由多到少的突變;日照時(shí)數(shù)還存在明顯的季節(jié)差異，夏、秋季變化較大，春、冬次之;月日照時(shí)數(shù)呈單峰型，8月日照時(shí)數(shù)最多，為204.7 h，2月最少，為53.4 h，兩者相差151.3 h。

關(guān)鍵詞：日照變化特征;線性趨勢(shì);滑動(dòng)平均;累積距平;Mann-Kendall檢驗(yàn)法

中圖分類號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）34-0-03

Characteristics Aualysis of Sunshine Change in Yizhou District， Hechi in Recent 59 Years

LIAO Jiawang WEI Ruixia

（Yizhou District Meteorological Bureau， Hechi Guangxi 546300）

Abstract： Using the sunshine observation data from 1962—2020 of Yizhou National Meteorological Station， Guangxi， the interannual， seasonal， monthly and abrupt changes of sunshine duration in Yizhou district were analyzed by means of linear trend， moving average， cumulative anomaly and Mann-Kendall test. The results showed that there was a decreasing trend in sunshine hours in Yizhou district， with a decreasing tendency rate of-72.3 h/10 a， and a large variation range， with a difference of 697.2 h between peak and trough， and a sudden change from more to less in 1980， and a significant seasonal difference in sunshine hours， in summer， autumn， Spring and winter， and in August， the sunshine duration was 204.7 h and 53.4 h， respectively， with a difference of 151.3 h.

Keywords： sunshine variability;linear trend;moving average;cumulative anomaly;Mann-Kendall test

日照是氣候變化的重要因素。日照時(shí)數(shù)的變化影響著當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓⒛茉撮_發(fā)與利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人類活動(dòng)等[1]。研究日照時(shí)數(shù)分布規(guī)律及其變化趨勢(shì)，對(duì)合理利用當(dāng)?shù)刭Y源、調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局等具有較大參考價(jià)值和意義[2-3]。宜州區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)中部偏西，龍江中游，是大西南出海通道的“咽喉要地”，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。在氣候變暖的背景下，宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)也發(fā)生了相應(yīng)變化，與廣西整體保持一致，日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，但各地減少幅度存在一定差異[4-5]。為研究宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)變化，筆者采用宜州國(guó)家氣象觀測(cè)站1962—2020年日照時(shí)數(shù)資料，利用線性趨勢(shì)、滑動(dòng)平均、累積距平和Mann-Kendall突變等統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)日照時(shí)數(shù)年際、季節(jié)、月份變化進(jìn)行分析，以期為日常生活及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料來源

選取宜州國(guó)家氣象觀測(cè)站1962—2020年日照時(shí)數(shù)觀測(cè)資料，季節(jié)劃分為春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—10月）、冬季（12月至次年2月），分別計(jì)算出月、季、年平均日照時(shí)數(shù)。

1.2 研究方法

1.2.1 線性傾向估計(jì)方法。利用直線回歸方法對(duì)原時(shí)間序列進(jìn)行擬合，揭示其變化趨勢(shì)并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

1.2.2 累積距平檢驗(yàn)法。采用累積距平檢驗(yàn)法判斷日照時(shí)數(shù)階段性變化，由曲線明顯的上下起伏直觀判斷其長(zhǎng)期顯著的演變趨勢(shì)及持續(xù)性變化，甚至可診斷出發(fā)生突變的大致時(shí)間。

1.2.3 滑動(dòng)平均序列曲線法。利用滑動(dòng)平均序列曲線圖診斷其變化趨勢(shì)，看其演變趨勢(shì)是上升還是下降。

1.2.4 Mann-Kendall檢驗(yàn)法。Mann-Kendall是一種非參數(shù)檢驗(yàn)方法，若統(tǒng)計(jì)量UF或UB的值大于0，表明序列呈上升趨勢(shì)，小于0則表明序列呈下降趨勢(shì)。當(dāng)它們超過臨界直線時(shí)，表明上升或下降趨勢(shì)顯著。如果UF和UB兩條曲線出現(xiàn)交點(diǎn)，且交點(diǎn)在臨界線之間，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻即為突變開始的時(shí)間。

2 日照時(shí)數(shù)變化特征

2.1 年際變化

從1962—2020年宜州區(qū)年日照時(shí)數(shù)線性趨勢(shì)（見圖1）可以看出，宜州區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)為1 496.9 h，年際變化幅度大，其中最多出現(xiàn)在1962年，為1 849.7 h，最少是2012年，為1 152.5 h，最多年與最少年相差697.2 h。1962—1980年宜州區(qū)年日照時(shí)數(shù)偏多，年日照時(shí)數(shù)均大于多年平均值。從20世紀(jì)80年代以來，日照時(shí)數(shù)明顯偏少。除1983年、1987年、1999年、2000年、2003年、2004年、2007年、2010年、2016年這9個(gè)年份日照時(shí)數(shù)高于多年平均值，其余年份均低于多年平均值。宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)呈顯著減少的趨勢(shì)，變化傾向率為-7.23 h/10 a，59年減少426.6 h。經(jīng)檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)|r|=-0.678 3，表明其減少趨勢(shì)在α=0.01顯著性水平顯著。據(jù)分析，日照時(shí)數(shù)的明顯下降可能與天氣狀況和大氣污染有關(guān)。通過5年滑動(dòng)曲線分析，年日照時(shí)數(shù)從1962年開始波動(dòng)下降，1993年降至低點(diǎn)后變化平緩，處于偏少日照時(shí)數(shù)階段，并持續(xù)至今。此外，它從1981年開始大致在年平均值以下波動(dòng)，但未出現(xiàn)明顯上升或下降趨勢(shì)。

2.2 季節(jié)變化

對(duì)1962—2020年宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)進(jìn)行線性趨勢(shì)分析，宜州區(qū)各季節(jié)日照時(shí)數(shù)變化存在明顯差異，各季日照時(shí)數(shù)均呈明顯減少趨勢(shì)，減幅從大到小為夏季、秋季、冬季和春季，其趨勢(shì)系數(shù)分別為-2.68 h/10 a、-2.13 h/10 a、-1.32 h/10 a和-1.08 h/10 a，相關(guān)系數(shù)分別為0.564、0.460、0.331和0.330，其中夏季、秋季、冬季均通過α=0.01的顯著性檢驗(yàn)，春季通過α=0.05的顯著性檢驗(yàn)。此外，夏季對(duì)宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)的減少貢獻(xiàn)最大，春季貢獻(xiàn)最少。宜州區(qū)4個(gè)季節(jié)平均日照時(shí)數(shù)以夏季最多為542.8 h，約占全年總量的36.3%，冬季最少為220.2 h，約占全年總量的14.7%。

2.3 月變化

對(duì)1962—2020年宜州區(qū)各月平均日照時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)（見圖2）可知：宜州區(qū)月日照時(shí)數(shù)變化呈單峰型，日照時(shí)數(shù)平均124.7 h，8月日照時(shí)數(shù)最多，為204.7 h，2月最少，為53.4 h，

兩者相差151.3 h;5月平均日照時(shí)數(shù)較4月增加43.7 h，增幅為51.7%，在全年中增幅最明顯;10月平均日照時(shí)數(shù)較9月減少37.5 h，降幅為24.9%，在全年中降幅最明顯;2月和3月日照時(shí)數(shù)變化最小，相差僅為5.5 h。月日照時(shí)數(shù)最大值出現(xiàn)在1978年7月，為327.2 h，最小值出現(xiàn)在2012年2月，為2.6 h。

2.4 突變分析

年日照時(shí)數(shù)累積距平（見圖3），1962—1980年為正距平，呈增加趨勢(shì);1981—2020年累積距平為負(fù)距平，呈減少趨勢(shì)。分析表明，年日照時(shí)數(shù)歷經(jīng)1962—1980年偏多期和1981—2020年偏少期。

利用Mann-Kendall檢驗(yàn)法對(duì)1962—2020年宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)序列進(jìn)行突變分析（見圖4），給定顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=±1.96。分析UF曲線，自1981年來年日照時(shí)數(shù)下降趨勢(shì)顯著，在顯著性水平0.05的臨界線之間，1980年UF和UB曲線出現(xiàn)一個(gè)交點(diǎn)，說明年日照時(shí)數(shù)在1980年出現(xiàn)從多到少的突變，突變前后相差196.8 h，其中1980年以前在平均值以上范圍內(nèi)下降，1980年以后則在平均值以下范圍內(nèi)下降?；谀耆照諘r(shí)數(shù)序列數(shù)據(jù)計(jì)算得到，1962—1980年，年平均日照時(shí)數(shù)為1 703.6 h，比年平均值偏多13.8%;1981—2020年，年平均日照時(shí)數(shù)為1 398.8 h，比年平均值偏少6.6%。由圖4中UF曲線看出，1962—2020年UF值小于0，表明59年間呈下降趨勢(shì)，從1981年開始UF值小于-1.96，1981—2020年宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)下降趨勢(shì)明顯。

3 結(jié)論

①宜州區(qū)年日照時(shí)數(shù)總體呈下降趨勢(shì)，下降傾向率為-72.3 h/10 a，年平均日照時(shí)數(shù)為1 496.9 h，年際變化幅度大，最多在1962年，為1 849.7 h，最少為2012年，是

1 152.5 h，最多年與最少年相差697.2 h。從Mann-Kendall檢驗(yàn)看，年日照時(shí)數(shù)在1980年發(fā)生由多到少的突變，突變前后年日照時(shí)數(shù)相差196.8 h。

②宜州區(qū)各季節(jié)日照時(shí)數(shù)減少趨勢(shì)顯著且變化存在明顯差異，夏季對(duì)宜州區(qū)日照時(shí)數(shù)的減少貢獻(xiàn)最大，春季貢獻(xiàn)最少。平均日照時(shí)數(shù)以夏季542.8 h和秋季462.2 h較多，春季271.8 h和冬季220.2 h較少。

③宜州區(qū)月日照時(shí)數(shù)變化呈單峰型，日照時(shí)數(shù)平均值為124.7 h，8月份日照時(shí)數(shù)最多，為204.7 h，2月最少，為53.4 h，兩者相差151.3 h。5月平均日照時(shí)數(shù)較4月增加43.7 h，增幅為51.7%，在全年中增幅最明顯;10月平均日照時(shí)數(shù)較9月減少37.5 h，降幅為24.9%，在全年中降幅最明顯。

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