包海義,韓方昕
(玉樹市氣象局,青海 結古 815000)
近百年來,全球氣候發(fā)生了巨大的變化,正經(jīng)歷一次以全球變暖為主的顯著變化[1],氣候變化會間接影響太陽輻射能的變化。日照是一個重要的氣候因子,也是一種重要的可再生能源,對農作物生長發(fā)育有直接的影響。隨著全球氣候變化研究的深入開展,青藏高原日照時數(shù)的變化趨勢已引起了很多學者的關注。相關研究表明,1960~1990年來我國大部分地區(qū)太陽總輻射和直接輻射呈減少趨勢[2];近年來黃河流域的太陽總輻射呈下降趨勢,日照時數(shù)呈明顯的減少趨勢,在季節(jié)上主要表現(xiàn)在夏季和冬季[3,4],在青海省海北州祁連縣野牛溝近50 a來年日照時數(shù)也呈減少趨勢[5];華維等[6]研究表明,近47 a來青藏高原四季日照時數(shù)年際和年代際變化明顯,總體呈減少趨勢。杜軍等[7]分析了近35 a來西藏日照時數(shù)的變化特征及其影響因素,發(fā)現(xiàn)近35 a西藏年日照時數(shù)表現(xiàn)為顯著的減少趨勢,除冬季變化不大外,其它各季均為減小趨勢。20世紀90年代以來我國大部分地區(qū)的太陽輻射、日照時數(shù)在減少[8~16],筆者利用曲麻萊縣1961~2020年60 a的日照資料進行研究,分析日照時數(shù)在時間和空間上的分布和變化特征,并用MTT檢驗方法對年、季日照時數(shù)進行氣候突變檢驗。
利用曲麻萊縣站的1961~2020年的逐月日照時數(shù)資料。季節(jié)劃分按:冬季,上年12月至當年2月;春季,3~5月;夏季,6~8月;秋季,9~11月。本文將運用線性傾向估計以及MTT突變檢驗[17]等方法進行日照時數(shù)在時間和空間上的分布和變化特征分析和突變檢驗。
分析1961~2020年曲麻萊縣各年代日照時數(shù)變化(圖1)得到,曲麻萊縣的年代際平均日照時數(shù)階段性變化很明顯,60~80年代年平均日照時數(shù)呈增加趨勢,80年代年平均日照時數(shù)達到最大值,為2 780.1 h,比60年代年平均日照時數(shù)增加了146 h,比70年代年平均日照時數(shù)增加了92.3 h;80年代之后年平均日照時數(shù)呈顯著的減少趨勢,尤其是進入21世紀之后減少更是顯著,2011~2020年年平均日照時數(shù)達到了最少,為2 483.5 h;90年代、00年代以及10年代的年平均日照時數(shù)比80年代分別減少了4.0 h、124.4 h、296.6 h。年代日照時數(shù)最多值與最少值相差296.6 h。
圖1 1961~2020年曲麻萊縣各年代平均日照時數(shù)變化
分析1961~2020年曲麻萊縣日照時數(shù)(圖2)可以得到,曲麻萊縣年日照時數(shù)在1963~1966年呈波動性增加趨勢,1967~1986年之間先呈減少趨勢之后再呈波動性增加趨勢,在1986年達到最大值,為3 000.8 h;在1987~2019年呈波動性的減少趨勢,降至谷底,在2019年年平均日照時數(shù)出現(xiàn)了最小值,為2 147.7 h。年日照時數(shù)最多值與最少值相差853.1 h。從總的氣候變化趨勢分析,曲麻萊縣的日照時數(shù)明顯減少,氣候傾向率為-22.785 h/10a,60 a中共減少了136.71 h。
用滑動T檢驗檢測曲麻萊縣年日照時數(shù)序列的突變,年日照時數(shù)的t統(tǒng)計值于1978年、2002年和2007年通過了0.01顯著性水平檢驗,在1978年為負值,說明年日照時數(shù)于1978年出現(xiàn)了一次由少到多的突變;2002年和2007年均為正值,且極大值出現(xiàn)在2007年,年日照時數(shù)于2007年出現(xiàn)了一次由多到少的突變。
圖2 1961~2020年曲麻萊縣日照時數(shù)年際變化及其線性趨勢
圖3為1961~2020年曲麻萊縣各季日照時數(shù)變化及其線性趨勢。從圖3可以看到,曲麻萊縣春季日照時數(shù)在1969年達到最大值,為821.8 h;在2019年減少至最低值,為557.6 h,春季日照時數(shù)最多值與最少值相差264.2 h。曲麻萊縣夏季日照時數(shù)在1978年達到最大值,為799.6 h,在2020年達到最小值,為502.2 h,日照時數(shù)最多值與最少值相差297.4 h。秋季日照時數(shù)在1964年為752.8 h,為最多年份,在2019年達到最小值,為492.4 h,日照時數(shù)最多值與最少值相差260.4 h。冬季日照時數(shù)在1975年出現(xiàn)最少值,為505.3 h;在1986年達到最多值,為764.2 h,日照時數(shù)最多值與最少值相差258.9 h。
表1為近55 a曲麻萊縣各年代各季節(jié)日照時數(shù)距平。從表1中可以看出,60年代,春季日照時數(shù)偏多,為正距平,夏秋冬各季節(jié)日照時數(shù)均偏少,為負距平;70年代,冬季日照時數(shù)偏少,為負距平,其余各季節(jié)日照時數(shù)偏多,為正距平;80年代和90年代,各季節(jié)日照時數(shù)均偏多,為正距平;00年代,秋季日照時數(shù)偏多,為正距平,其余各季節(jié)均偏少,為負距平;10年代,各季節(jié)日照時數(shù)均偏少,為負距平。
表1 1961~2020年曲麻萊縣各年代各季節(jié)日照時數(shù)距平
從四季的總的氣候變化趨勢分析得到,曲麻萊縣四季的日照時數(shù)除了冬季呈增加趨勢之外,其余季節(jié)均有所減少,秋季的減少幅度最小,夏季的減少幅度最大,其氣候傾向率分別為-6.044、-11.121 h/10a。
用滑動T檢驗檢測曲麻萊縣各季日照時數(shù)序列的突變。春季,在2007年通過了0.01顯著性水平檢驗,且為正值,說明日照時數(shù)于2007年出現(xiàn)了一次由多到少的突變;夏季,極大值出現(xiàn)在2002年,未通過0.01顯著性水平檢驗;秋季,在2007年和2010年為正值,且通過了0.01顯著性水平檢驗,極大值出現(xiàn)在2007年,說明日照時數(shù)于2007年出現(xiàn)了一次由多到少的突變;冬季,在1977~1981年共有5年通過了0.01顯著性水平檢驗,均為負值,極值出現(xiàn)在1978年,日照時數(shù)于1978年出現(xiàn)了一次由少到多的突變。
圖3 1961~2020年曲麻萊縣各季日照時數(shù)變化及其線性趨勢(a春季,b夏季,c秋季,d冬季)
表2為近60 a曲麻萊縣各年代逐月日照時數(shù)距平。從表2中可以看出,60年代3、5、6月日照時數(shù)均偏多,為正距平,其余月份均偏少,為負距平;70年代1、2、3及12月日照時數(shù)偏少,為負距平,其余各月日照時數(shù)均偏多,為正距平;80年代7、9月日照時數(shù)均偏少,為負距平,其余月份均偏多,為正距平;90年代,4、8月日照時數(shù)偏少,為負距平,其余各月日照時數(shù)均偏多,為正距平;00年代,1、5、6、8、12月日照時數(shù)均偏少,為負距平,其余月份均偏多,為正距平;10年代各月日照時數(shù)均偏少,為負距平。從氣候趨勢分析來看,曲麻萊縣各月日照時數(shù)的氣候傾向率分別為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來各月日照時數(shù)減少最多的月份是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年曲麻萊縣各年代逐月日照時數(shù)距平
(1)1961~2020年曲麻萊縣日照時數(shù)在1986年達到最大值,為3 000.8 h;在2019年年平均日照時數(shù)出現(xiàn)了最小值,為2 147.7 h。年最多值與年最少值相差853.1 h。從總的氣候變化趨勢分析,曲麻萊縣的日照時數(shù)明顯減少,氣候傾向率為-22.785 h/10a,60 a中共減少了136.71 h。年日照時數(shù)于2007年出現(xiàn)了一次由多到少的突變。
(2)從四季的總的氣候變化趨勢分析得到,曲麻萊縣四季的日照時數(shù)除了冬季呈增加趨勢之外,其余季節(jié)均有所減少,秋季的減少幅度最小,夏季的減少幅度最大,其氣候傾向率分別為-6.044、-11.121 h/10a。春季和秋季日照時數(shù)均于2007年出現(xiàn)了一次由多到少的突變;夏季突變不顯著;冬季日照時數(shù)于1978年出現(xiàn)了一次由少到多的突變。
(3)近60 a來各月日照時數(shù)減少最多的月份是6月,其次是5月;增加最多的月份是2月,其次是1月。
(4)曲麻萊縣的年代際平均日照時數(shù)階段性變化很明顯,60~80年代年平均日照時數(shù)呈增加趨勢,80年代年平均日照時數(shù)達到最大值,為2 780.1 h,80年代之后年平均日照時數(shù)呈顯著的減少趨勢,尤其是進入21世紀之后減少更是顯著,2011~2020年年平均日照時數(shù)達到了最少,為2 483.5 h;年代日照時數(shù)最多值與最少值相差296.6 h。