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摘要 利用1961—2015年青海省海东市5个气象站日照时数月资料，通过统计学方法和突变检验等方法，对海东市日照时数的气候变化特征进行了分析。结果表明：青海省海东市日照时数月际和季节变化明显，月际变化表现为三峰型分布，春夏季最大，秋季最小；在近55年来年、生长季和四季日照时数均呈现出减少的年际变化特征，尤其是年、冬、夏和生长季下降趋势显著，1990年前后年日照时数由明显偏多变为明显偏少。海东市年日照时数在2002年发生突变。
关键词 日照时数；变异系数；突变检验；变化特征；青海海东；1961—2015年
中图分类号 P422.1 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）03-0207-03
日照是太阳活动最重要的表现形式，不仅是气候资源的重要组成部分，而且是气候变化的主要影响因子[1]。鉴于日照时数的重要性，近年来国内不少学者就不同区域日照时数的变化及其影响因素进行了分析研究[2-3]，而对青藏高原日照时数变化的研究大部分集中在高原主体上[4-8]，对于高原东部地区尤其是海东市日照时数演变规律及原因的研究还较少，无法了解海东市日照时数时空变化的特征及其成因。
海东市位于青藏高原和黄土高原的过渡地带，是青海省主要的工农业区和人口积聚区，属高原大陆性气候，近年来气候变化明显，使得干旱日益显著，气候环境日益严峻，对生态环境、人们的生产生活产生重大影响。本文拟对海东市近55年来（1961—2015年）年、季、月日照时数的分布规律和变化趋势进行全面分析，不仅对认识该地区气候背景状况和气候资源变化有重要作用，而且对海东市利用清洁能源、合理布局农业生产、调整种植结构、旅游资源开发乃至社会经济的可持续发展等也具有重要意义。
1 资料与方法
所用资料由青海省气候中心提供，为青海省海东市5个气象站（民和、乐都、化隆、循化和互助）1961—2015年日照时数月资料。用算术平均值代表海东市。季节划分：以3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至翌年2月为冬季，其中5—9月为生长季。采用线性倾向估计法[9]和变异系数[9]来分别描述日照时数的总体趋势和变化稳定性，采用Mann-Kendall突变检验[9]分析检测日照时数的气候突变情况。
2 结果与分析
2.1 日照时数的月际和季节变化
图1给出了海东市日照时数的月际和季节变化。可以看出，海东市月平均日照时数在182.5～239.0 h之间，分布规律表现为三峰型分布，一年中5月、8月和12月为日照时数的相对高值期，2月、6月和9月是相对低值期。2—4月逐月逐渐增加，5月达全年最大，以后逐月波动下降，3—8月是全年日照时数最大的6个月，占全年的比例约52.0%。一年中变异系数在0.08～0.15之间，6—10月变异系数均在0.10以上，9月和10月为最大，4月最小。
春、夏、秋、冬季平均日照时数分别为692.0、692.7、595.8、619.9 h，占全年的比例分别为26.6%、26.6%、22.9%和23.8%，变异系数分别为0.05、0.07、0.09和0.07。可以看出，海东市日照时数存在明显的季节变化，春夏季最大，冬季次之，秋季最小；而变异系数在秋季最大，冬夏季次之，春季最小。
2.2 日照时数的年际变化
由图2可以看出，近55年来，海东市年日照时数以36.6 h/10年速率极显著下降，并呈现出阶段性变化的特征。海东市年平均日照时数为2 600.4 h，变异系数为0.04，最大为2 846.1 h，出现在1963年，最小为2 399.4 h，出现在1989年，最大和最小值两者相差446.7 h，占历年平均值的17.2%，表明其年日照时数年际变化振幅较大。1990年以前日照时数多在均值以上，为偏多期，1990年以后年日照时数多在均值以下，为偏少期。生长季日照时数以14.7 h/10年速率显著下降，多年平均为1 114.2 h，最大值出现在1990年（1 276.1 h），最小值为978.5 h，出现在2009年。
海东市春、夏、秋、冬季日照时数均呈下降趋势，变化速率分别为-0.01、-11.6、-8.6、-16.4 h/10年，各季最大值分别为769.7、781.3、714.6、727.1 h，分别出现在2008年、1990年、1972年和1963年；最小值分别为620.2、596.4、480.2、508.2 h，分别出现在1992年、1989年、2014年和2012年，最大和最小值相差分别149.5、184.9、234.4、218.9 h，分别占多年平均值的21.6%、26.7%、39.3%和35.3%，冬季通过0.001的显著性检验，夏季通过0.05的显著性检验，春秋季未通过0.05的显著性检验，表明冬夏季日照时数下降造成海东市年日照时数显著减小。
从表1可以看出青海省海东市月日照时数的年际变化特点。从气候倾向率来看，海东市各月日照时数除4月外其他月份均表现为下降趋势，变化速率各异，11月至翌年2月和6月通过0.05以上的显著性检验，其他月份日照时数的变化趋势不明显，减幅最大的是12月，为6.7 h/10年。
2.3 日照时数的年代际变化
从海东市年和四季日照时数年代际距平变化（表2）来看，年、秋季和冬季20世纪60—90年代均为正距平，21世纪00年代为负距平。春季20世纪60—70年代和21世纪00年代为正距平，20世纪80—90年代为负距平，而夏季20世纪60—70年代和90年代为正距平，20世纪80年代和21世纪00年代为负距平，20世纪70年代以后呈现逐步下降趋势，而冬夏季从20世纪60年代开始一直处于减少趋势。
2.4 日照时数突变特征分析
为了了解海东市日照时数的突变情况，对近55年年时间序列进行了M-K法突变检验（图3）。从年日照时数M-K检验曲线图可以看出：海东市年日照时数1961年开始波动下降，1975进入短期上升趋势，进入20世纪80年代日照时数开始逐渐下降，90年代中到21世纪初为上升趋势，以后进入快速减少阶段。根据UF和UB曲线交点的位置，确定突变开始的具体时间是1995年。春季日照时数20世纪60年代中期至70年代末为上升趋势，进入80年代转入下降阶段，UF和UB曲线交点的位置在2002年之间，2006年后下降趋势通过0.05的显著性。突变前、后日照时数平均分别为2 632.4、2 497.1 h，相差为135.3 h，对突变前后进行均值统计t检验，t=4.21>t0.05，表明突变前后日照时数均值有显著性差异。
3 结论与讨论
通过对1961—2015年青海省海东市日照时数的气候变化特征分析，得出如下结论：
（1）青海省海东市日照时数月际和季节变化特征明显，月际变化表现为三峰型分布；四季中，春、夏季最大，秋季最小。
（2）近55年来，青海省海东市日照时数在年、生长季和冬夏季均呈现出显著的减少趋势，1990年前后日照時数由明显偏多变为明显偏少。
（3）海东市年日照时数在2002年发生突变，2006年后下降趋势显著。
4 参考文献
[1] 赵东，罗勇，高歌，等.1961年至2007年中国日照的演变及其关键气候特征[J].资源科学，2010，32（4）：701-711.
[2] 陈少勇，张康林，邢晓宾，等.中国西北地区近47a日照时数的气候变化特征[J].自然资源学报，2010，25（7）：1142-1152.
[3] 李雪，郑新江，咸迪，等.中国黑戈壁地区日照时数时空变化及影响因素[J].干旱气象，2013，31（3）：471-475.
[4] 华维，范广洲，周定文，等.青藏高原四季日照时数年际、年代际变化趋势分析[J].自然资源学报，2009，24（10）：1810-1817.
[5] 李跃清.近40年青藏高原东侧地区云、日照、温度及日较差的分析[J].高原气象，2002，21（3）：327-331.
[6] 刘义花，汪青春，王振宇，等.1971—2007年青海省日照时数的时空分布特征[J].资源科学，2011，33（5）：1010-1016.
[7] 杜军，边多，胡军，等.西藏近35年日照时数的变化特征及其影响因素[J].地理学报，2007，62（5）：492-500.
[8] 黄胜，马占良.近50年西宁市日照时数变化规律分析[J].高原气象，2011，30（5）：1422-1425.
[9] 魏凤英.现代气象统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，2007：1-296.
关键词 日照时数；变异系数；突变检验；变化特征；青海海东；1961—2015年
中图分类号 P422.1 1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）03-0207-03
日照是太阳活动最重要的表现形式，不仅是气候资源的重要组成部分，而且是气候变化的主要影响因子[1]。鉴于日照时数的重要性，近年来国内不少学者就不同区域日照时数的变化及其影响因素进行了分析研究[2-3]，而对青藏高原日照时数变化的研究大部分集中在高原主体上[4-8]，对于高原东部地区尤其是海东市日照时数演变规律及原因的研究还较少，无法了解海东市日照时数时空变化的特征及其成因。
海东市位于青藏高原和黄土高原的过渡地带，是青海省主要的工农业区和人口积聚区，属高原大陆性气候，近年来气候变化明显，使得干旱日益显著，气候环境日益严峻，对生态环境、人们的生产生活产生重大影响。本文拟对海东市近55年来（1961—2015年）年、季、月日照时数的分布规律和变化趋势进行全面分析，不仅对认识该地区气候背景状况和气候资源变化有重要作用，而且对海东市利用清洁能源、合理布局农业生产、调整种植结构、旅游资源开发乃至社会经济的可持续发展等也具有重要意义。
1 资料与方法
所用资料由青海省气候中心提供，为青海省海东市5个气象站（民和、乐都、化隆、循化和互助）1961—2015年日照时数月资料。用算术平均值代表海东市。季节划分：以3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至翌年2月为冬季，其中5—9月为生长季。采用线性倾向估计法[9]和变异系数[9]来分别描述日照时数的总体趋势和变化稳定性，采用Mann-Kendall突变检验[9]分析检测日照时数的气候突变情况。
2 结果与分析
2.1 日照时数的月际和季节变化
图1给出了海东市日照时数的月际和季节变化。可以看出，海东市月平均日照时数在182.5～239.0 h之间，分布规律表现为三峰型分布，一年中5月、8月和12月为日照时数的相对高值期，2月、6月和9月是相对低值期。2—4月逐月逐渐增加，5月达全年最大，以后逐月波动下降，3—8月是全年日照时数最大的6个月，占全年的比例约52.0%。一年中变异系数在0.08～0.15之间，6—10月变异系数均在0.10以上，9月和10月为最大，4月最小。
春、夏、秋、冬季平均日照时数分别为692.0、692.7、595.8、619.9 h，占全年的比例分别为26.6%、26.6%、22.9%和23.8%，变异系数分别为0.05、0.07、0.09和0.07。可以看出，海东市日照时数存在明显的季节变化，春夏季最大，冬季次之，秋季最小；而变异系数在秋季最大，冬夏季次之，春季最小。
2.2 日照时数的年际变化
由图2可以看出，近55年来，海东市年日照时数以36.6 h/10年速率极显著下降，并呈现出阶段性变化的特征。海东市年平均日照时数为2 600.4 h，变异系数为0.04，最大为2 846.1 h，出现在1963年，最小为2 399.4 h，出现在1989年，最大和最小值两者相差446.7 h，占历年平均值的17.2%，表明其年日照时数年际变化振幅较大。1990年以前日照时数多在均值以上，为偏多期，1990年以后年日照时数多在均值以下，为偏少期。生长季日照时数以14.7 h/10年速率显著下降，多年平均为1 114.2 h，最大值出现在1990年（1 276.1 h），最小值为978.5 h，出现在2009年。
海东市春、夏、秋、冬季日照时数均呈下降趋势，变化速率分别为-0.01、-11.6、-8.6、-16.4 h/10年，各季最大值分别为769.7、781.3、714.6、727.1 h，分别出现在2008年、1990年、1972年和1963年；最小值分别为620.2、596.4、480.2、508.2 h，分别出现在1992年、1989年、2014年和2012年，最大和最小值相差分别149.5、184.9、234.4、218.9 h，分别占多年平均值的21.6%、26.7%、39.3%和35.3%，冬季通过0.001的显著性检验，夏季通过0.05的显著性检验，春秋季未通过0.05的显著性检验，表明冬夏季日照时数下降造成海东市年日照时数显著减小。
从表1可以看出青海省海东市月日照时数的年际变化特点。从气候倾向率来看，海东市各月日照时数除4月外其他月份均表现为下降趋势，变化速率各异，11月至翌年2月和6月通过0.05以上的显著性检验，其他月份日照时数的变化趋势不明显，减幅最大的是12月，为6.7 h/10年。
2.3 日照时数的年代际变化
从海东市年和四季日照时数年代际距平变化（表2）来看，年、秋季和冬季20世纪60—90年代均为正距平，21世纪00年代为负距平。春季20世纪60—70年代和21世纪00年代为正距平，20世纪80—90年代为负距平，而夏季20世纪60—70年代和90年代为正距平，20世纪80年代和21世纪00年代为负距平，20世纪70年代以后呈现逐步下降趋势，而冬夏季从20世纪60年代开始一直处于减少趋势。
2.4 日照时数突变特征分析
为了了解海东市日照时数的突变情况，对近55年年时间序列进行了M-K法突变检验（图3）。从年日照时数M-K检验曲线图可以看出：海东市年日照时数1961年开始波动下降，1975进入短期上升趋势，进入20世纪80年代日照时数开始逐渐下降，90年代中到21世纪初为上升趋势，以后进入快速减少阶段。根据UF和UB曲线交点的位置，确定突变开始的具体时间是1995年。春季日照时数20世纪60年代中期至70年代末为上升趋势，进入80年代转入下降阶段，UF和UB曲线交点的位置在2002年之间，2006年后下降趋势通过0.05的显著性。突变前、后日照时数平均分别为2 632.4、2 497.1 h，相差为135.3 h，对突变前后进行均值统计t检验，t=4.21>t0.05，表明突变前后日照时数均值有显著性差异。
3 结论与讨论
通过对1961—2015年青海省海东市日照时数的气候变化特征分析，得出如下结论：
（1）青海省海东市日照时数月际和季节变化特征明显，月际变化表现为三峰型分布；四季中，春、夏季最大，秋季最小。
（2）近55年来，青海省海东市日照时数在年、生长季和冬夏季均呈现出显著的减少趋势，1990年前后日照時数由明显偏多变为明显偏少。
（3）海东市年日照时数在2002年发生突变，2006年后下降趋势显著。
4 参考文献
[1] 赵东，罗勇，高歌，等.1961年至2007年中国日照的演变及其关键气候特征[J].资源科学，2010，32（4）：701-711.
[2] 陈少勇，张康林，邢晓宾，等.中国西北地区近47a日照时数的气候变化特征[J].自然资源学报，2010，25（7）：1142-1152.
[3] 李雪，郑新江，咸迪，等.中国黑戈壁地区日照时数时空变化及影响因素[J].干旱气象，2013，31（3）：471-475.
[4] 华维，范广洲，周定文，等.青藏高原四季日照时数年际、年代际变化趋势分析[J].自然资源学报，2009，24（10）：1810-1817.
[5] 李跃清.近40年青藏高原东侧地区云、日照、温度及日较差的分析[J].高原气象，2002，21（3）：327-331.
[6] 刘义花，汪青春，王振宇，等.1971—2007年青海省日照时数的时空分布特征[J].资源科学，2011，33（5）：1010-1016.
[7] 杜军，边多，胡军，等.西藏近35年日照时数的变化特征及其影响因素[J].地理学报，2007，62（5）：492-500.
[8] 黄胜，马占良.近50年西宁市日照时数变化规律分析[J].高原气象，2011，30（5）：1422-1425.
[9] 魏凤英.现代气象统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，2007：1-296.