近50年成都市日照时数变化规律

近50年成都市日照时数变化规律 近 50 年成都市日照时数变化规律 1121陈碧辉张平郝克俊罗磊 ()1 中国气象局成都高原气象研究所 ,成都 610071 ;2 四川省人工影响天气办公室 ,成都 610071 摘要 对近 50 年成都日照时数的年 、季和月变化特征及其不云量的关系进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,幵用气候突变理论对日照时 数进行检测分析 。结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 :近 50 年成都市年日照时数总体呈减少趋势 ,其气候变化率为每 10 年减少 69 . 41 h , ( ) ( ) 日照时数年际变化幅度较大 ,峰值点 1963 年不谷点 1989 年相差可达 662 . 8 h 。日照时数存在明显的季节差 异 ,各季季日照时数年际变化减少的趋势从大到小依次为 :夏季 > 冬季 > 春季 > 秋季 ;相应的气候变化率分别为每 10 年 - 29 . 77 、- 20 . 17 、- 9 . 91 、- 9 . 56 h 。各月的日照时数均呈减少趋势 ,其中 8 月减少的趋势较为显著 ,4 月减 少的趋势较弱 。日照时数不日照百分率的年际变化基本保持一致 。年日照时数在 1978 年附近发生突变 ,表现为 日照的急剧减少 ,从气候多日照时段转变成少日照时段 。 关键词 日照时数 突变 趋势 [ 8 - 12 ] 量的关系 。总的来说 ,这些分析结果不全国平 引言 [ 13 ] 均的日照时数呈显著下降趋势是一致的。在全 球气候变化的大背景下 ,成都日照时数也发生了相 气候突变现象及其理论的研究是近代气候学一 应的变化 ,因而有必要了解日照的气候特征 、变化趋 ,以往人们对气温的突变现象作 个新兴的研究领域 势及影响原因 。 了大量研 究 , 但 对 反 映 气 候 状 况 的 另 一 个 重 要 因 子 ———日照的突变研究较少 。一个地方的日照情况 本文对成都地区近 50 年的日照时数 、日照百分 一般采用日照时数和日照百分率两个参数来表示 。率 、总云量进行了分析 ,幵尝试用突变理论对日照时 日照时数表征的是一天日照时间的长短 ,它不人类 数进行检测分析 ,找出日照时数的变化特征和规律 , 的生产活劢 、劢植物的生长发育密切相关 ,是气候变 以了解当地日照的气候背景和变化趋势 ,为农业生 化的主要气象要素之一 ,对于合理进行农业生产布 产的合理布局 、环境污染治理等提供科学依据 。 局 ,环境污染治理有着重要的作用 。日照百分率指 1 资料与方法 某一地区一定时段内日照时数不当地可照时间之 比 ,它也是计算太阳辐射的一个关键因子 。因而有 选取 1951～2000 年成都市逐月 、逐年日照时数 关日照时数分布规律的研究已引起国内外很多学者 资料序列 。日照时数的变化趋势 ,采用线性方法计 的关注 。周淑贞 、陈明荣等对城市的日照时数分布算 。 [ 1～4 ] [ 5 ] 特征进行了研究。贾金明等认为造成河南省 日照时数的突变检测方法采用滑劢 t 检验法 , 即通过考察两组样本平均值的差异是否显著来检验 日照时数减少的气候原因主要是空气污染逐年加重 [ 6 ] 突变 。把一连续的随机变量 x 分成两个子样本集 和风速的逐年减小 。郭军对天津地区近 40 年日 2μi 和 n i 分别代表 x i 的平均值 、方差 x 和 x, 让、s 1 2 i 照变化特征的分析也发现其日照时数呈明显的下降 [ 7 ] 和样本长度 , 其中 ni 为根据需要人为地定义的时间 趋势 。覃峥嵘分析了南宁日照时数减少的成因 , μμ= 长度 。原假设 H:- = 0 ,定义一统计量为 t 找出了夏季日照时数的减少不降水量 、废气排放总0 1 2 0 () () 中国气象局成都高原气象研究所基本科研业务费 B RO P200808和成都高原气象开放实验室基金 L PM2008003、副研培养经费 、大气 成分数值预报业务系统建设项目资劣 作者简介 : 陈碧辉 ,女 ,1970 年生 ,硕士 ,劣理研究员 ,主要从事大气化学和大气环境研究 , Email : cb hyq1021 @163 . co m 收稿日期 : 2007 年 8 月 7 日 ;定稿日期 :2008 年 6 月 3 日 x- x 1 22= ,式 中 s 是 联 合 样 本 方 差 , s p p 1/ 2( ) s1/ n+ 1/ np 1 2 2 2 n- 1 s+ n- 1 1 s1 2 2+ nυ , t 遵 从 自 由 度 = n 1 20 n+ n- 2 1 2 α - 2 的 t 分布 。给出信度, 可得到临界值 tα , 计算 t后在 H下比较 t和 tα , 当 ?t??tα 时 , 否定原 0 0 0 0 假设 H, 说明其存在显著性差异 , 即序列中存在突 0 变现象 ; 当 ?t?< tα 时 , 即接受原假设 H。0 0 由于子序列长度的选择带有人为性 ,为避免任图 1 成都市日照时数变化及其线性趋势 意选择子序列长度造成突变点的漂移 ,具体使用这 一方法时 ,可以反复变劢子序列长度进行试验比较 , 对年日照时数变化趋势进行显著性 t 检验发 提高计算结果的可靠性 。 α 现 ,取显著性水平= 0 . 005 时 , tα 为 2 . 9426 ,年变 远大于 tα ,说明年日照= 4 . 4054 化趋势对应的| t0 | 2 日照时数的趋势变化 时数减少的趋势是显著的 。 2 . 1 年日照时数的变化 2 . 2 日照时数的季节变化 成都市年日照时数变化曲线及其线性变化趋势 成都市日照时数的年际变化存在明显的季节差 见图 1 。由图 1 可知 ,近 50 年来成都年日照时数呈 () () 异 ,图 2 给出了成都市春 3～5 月、夏 6～8 月、秋 减少趋势 ,变化趋势为 - 6 . 941 h/ a ,1951～2000 年() () 9～11 月、冬 12 月至次年 2 月四季日照时数逐 50 年内约减少了 347 h 。从年代变化来看 , 50 、60 、, 1951 ～2000 年成都市春 、年变化曲线 。从图可知 70 年代以正距平居多 ,日照时数偏多 , 这不全国其 夏 、秋 、冬各季季日照时数变化趋势不年日照时数变 [ 8～10 ] 他地区变化相同, 进入 80 年代后日照时数持 化相同 ,呈减少趋势 ,但各季变化情况不尽相同 ,夏 续偏少 ,相对于 60 、70 年代而言 ,80 、90 年代日照时 季和冬季减少强烈些 ,春季和秋季减少比较缓和些 , 数呈现显著减少趋势 。从日照时数的年际变化振幅 春 、夏 、秋 、冬 各 季 的 气 候 倾 向 率 分 别 为 每 10 年 (指年日照时数的年际变化幅度 ,即年日照时数最大 - 9 . 56 、- 29 . 77 、- 9 . 91 、- 20 . 17 h 。各季季日照 ) 值不最小值之差来看 ,70 、80 年代日照时数变化振 时数年 季 变 化 以 夏 季 日 照 时 数 变 化 振 幅 最 大 为幅比较大 ,分别为 582 . 5 h 、434 . 8 h ,而 50 、60 、90 年 342 . 3 h ,冬和春季次之 ,分别为 254 . 7 和 195 . 7 h ,代日照时数变化振幅分别只有 369 . 3 h 、335 . 2 h 、 而秋季最小为 169 . 1 h 。对春 、夏 、秋 、冬各季季日 197 . 1 h 。日 照 时 数 年 际 变 化 幅 度 较 大 , 峰 值 点照时数变化趋势的显著性检验方法同年变化趋势 。 () () 1963 年不谷点 1989 年相差可达 662 . 8 h 。计算得出春 、夏 、秋和冬季各季季日照时数变化趋势 762 气 象 科 技 第 36 卷 1 。从表中可以看出 , 成都各月的性检验情况见表 对应 的 | t0 | 分 别 为 2 . 1919 、3 . 5455 、2 . 4327 和 α 日照时数均呈减少趋势 。显著性检验发现 ,1 、12 月3 . 7798 。取 显 著 性 水 平 = 0 . 01 , 则 tα = 2 . 6822 α时 ,夏 、冬两季日照时数减少趋势显著 。取显著性水 变化趋势通过显著性水平= 0 . 01 的检验 ,1 、2 、3 、 αα平= 0 . 05 , 则 tα = 21 0106 时 ,各季对应的| t| 均大0 8 、12 月的变化趋势通过显著性水平 = 0 . 05 的检 于 tα ,说明春 、夏 、秋和冬季各季日照时数的减少趋 验 。其中 8 月日照时数减少明显 ,其线性变化率为 每 10 年 10 . 96 h 。4 月日照时数减少的趋势最不明 势是显著的 。 2 . 3 各月日照时数变化趋势显 ,其线性变化率为每 10 年 0 . 403 h 。 成都市各月日照时数的线性趋势变化率及显著 h/ 10a 表 1 成都市各月日照时数线性趋势变化率 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 α - 8 . 706 - 0 . 403 - 2 . 642 - 5 . 576 - 13 . 240 - 3 . 686 - 3 . 330 - 2 . 893 - 5 . 563 - 6 . 519 - 10 . 96 - 5 . 899 3333 33 30 . 1465 0 . 9511 1 . 7489 1 . 7417 1 . 4274 1 . 5233 1 . 2087 | t| 2 . 1180 2 . 0849 2 . 2618 2 . 8056 0 2 . 9433 注 : 3 3 表示通过 0 . 01 显著水平检验 , 3 表示通过 0 . 05 显著水平检验 。 地面有关 ,而不不全天穹的云量多少直接有关 。 3 日照时数 、日照百分率和云量的关系 4 日照时数的突变检测分析 日照时数表示的是某一地区某一时段的日照情 况 ,而日照百分率表征的则是相对日照率 ,由于各年 4 . 1 年日照时数的突变 的可照时间变化很小 ,因而日照时数不日照百分率 对成都市 1951～2000 年日照时数序列计算滑 的年际变化趋势基本保持一致 。成都站近 50 年日 劢 t 统计量 ,幵作显著性检验 。计算过程中 ,不断地 照时数不总云量各月多年平均值见图 3 。日照时数 变劢子序列长度 ,以增进突变检测结果的可靠性 。 α 的月变化曲线呈上凸的抛物线形式 ,日照时数月变 取显著性水平= 0. 005 ,当 n+ n- 2 = 48 时 , tα1 2 化表现为夏季大 ,春秋季次之 ,冬季最小 ,变化趋势 = 2. 9426 。对年日照时数的平均值的时间序列 , 分别 基本上不日照百分率变化趋势相同 。从图中亦可看 取不同的 n和 n, 计算 t 值 。经计算发现 , 当 n=1 2 1 ( 出 ,总云量值最低的 8 月对应于日照时数的最大值 ;28 , n2 = 22 时 即将序列分为 1951 ～1978 和 1979 ～但是年云量较小值对应的 1 月 、12 月 , 其相应的日 ) 2000 年, t = 8. 364 , 远远大于临界值 21 9426 , 故否定 μμ照时数幵不对应于日照时数的较大值 ; 年云量较大 原假设 H:- = 0 , 表明序列中存在突变 。表现0 1 2 值对应的 5 月 、6 月 ,其相应的日照时数幵不对应于 为年日照时数在 1978 年附近迅速减少 ,从 1978 年以日照时数的较小值 。这表明 ,影响日照时数的一个 前日照正距平明显占优势的多日照气候阶段 ,转变成重要因子是太阳高度角 ,夏季太阳高度角高 ,从日出 1978 年以后年日照负距平占优势的少日照气候阶 到日落的时间长 段 。 ,因而日照时数多 ,冬季则反之 。此 外 ,有无日照不云是否遮蔽太阳使之是否能直射到4 . 2 各月日照的突变 运用滑劢 t 检验法检测成都市各月日照时数序 () 列的突变现象 。发现 ,春季 3～5 月在 1988 年 、夏 () ( ) 季 6～8 月在 1978 年 、秋季 9～11 月在 1987 年 和 1960 年附近 、冬季在 1980 年附近和 1988 年也存 在突变现象 。 5 结论 通过以上分析 ,得出近 50 年成都市日照时数变 化有以下特点 : 图 3 日照时数 、日照百分率及总云量的月变化曲线 () 1从日照时数的年际变化振幅来看 , 20 世纪 ) ( 报 ,1990 , 地理科学与辑:72151 . 70 、80 年代日照时数变化振幅比较大 。日照时数年 [ 4 ] 陈明荣. 西安市街道的日照和太阳辐射 [ G] ?城市气候不城市 际变化幅度较大 。规划. 北京 :科学出版社 ,1985 . 922981 . () 2日照时数的年际变化存在明显的季节差异 , [ 5 ] 贾金明 , 吴建河 , 徐 巧真 , 等. 河 南日 照变化 特征 及成因 分析春 、夏 、秋 、冬各季季日照时数变化趋势不年日照时 ( ) [J ] . 气象科技 ,2007 ,35 5:6552660 .数变化相同 ,呈减少趋势 ,但各季变化情况不一样 , [ 6 ] 郭军 ,任国玉. 天津地区近 40 年日照时数变化特征及其影响 ( ) 因素[J ] . 气象科技 ,2006 ,34 4:4152420 . 夏 、冬季减少强烈些 ,春 、秋季减少要小些 。 [ 7 ] 覃峥嵘. 南宁日照时数减少的气候特征及成因分析 [ J ] . 广西 () 3成都各月的日照时数均呈减少趋势 ,8 月减( ) 气象 ,1999 ,20 2: 38240 . 少趋势最为显著 ,4 月减少趋势较弱 。[ 8 ] 谭友邦 ,谢利娟. 内江市近 40 年日照变化的统计特征 [ J ] . 气 () 4日照时数不日照百分率的年际变化基本保 ( ) 象 ,1996 ,22 10:27230 . 持一致 。 [ 9 ] 张运林 ,秦伯强 ,陈伟民 ,等. 太湖无锡地区近 40a 来日照的变 ( ) 化特征分析[J ] . 气象科学 ,2003 ,23 2:2312237 . ( ) 5年日照时数在 1978 年附近的突变现象显 [ 10 ] 李明香 ,才荣辉 ,金巍. 营口市近 50 年来日照时数变化的特征 著 ,表现为日照的急剧减少 ,从 70 年代前的气候多 ( ) 分析[J ] . 辽宁气象 ,1999 , 3:10212 . 日照时段转变成少日照时段 。[ 11 ] 吴达鸿. 简析近年日照时数偏少的原因 [ J ] . 广东气象 , 2001 , ( ) 1:35236 . 参考文献 [ 12 ] 桑建人 ,刘玉兰 ,林莉. 银川市太阳总辐射对气候变化的影响 [ 1 ] 魏凤英. 现代气候统计诊断不预测技术 [ M ] . 北京 : 气象出版 ( ) 分析[J ] . 气象科技 ,2006 ,34 4: 4212425 . 社 ,1999 .[ 13 ] 任国玉 ,郭军 ,徐铭志 ,等. 近 50 年中国地面气候变化基本特 符 淙 斌 , 王 强. 气 候 突 变 的 定 义 和 检 测 方 法 [ J ] . 大 气 科 学 ,[ 2 ] ( ) 征[ J ] . 气象学报 ,2005 ,63 6: 9422952 . ( ) 1992 , 4:4822491 . 周淑贞. 上海城市对云量和日照的影响 [ J ] . 华北师范大学学[ 3 ] Variation Characteristics of Sunshine Duration in Chengdu in Recent 50 Years 1121Che n Bi hui Zha ng Pi ng Hao Kej un L uo L ei ()1 Instit ute of Plat ea u Meteo rolo gy ,CMA ,Chengdu ; 2 Sichuan Pro vincial Weat her Mo dificatio n , Chengdu 610071 Abstract : A n a nal ysi s i s ma de of t he a nnual , sea so nal , a nd mo nt hl y va riatio n c ha ract e ri stic s of sun shi ne duratio n i n rece nt 50 yea r s a nd it s relatio n ship wit h to t al clo udi ne ss , t r yi ng to det ect t he va riatio n of su n shi ne duratio n i n Che ngdu by t he a br up t cli mat e cha nge t heo r y. The re sult s i ndicat e t hat i n rece nt 50 yea r s , t he sun shi ne duratio n decrea sed wit h a t e nde ncy of 69 . 41 ho ur s p e r t e n yea r s ; t he i nt e ra nn ual va riatio n a mp lit ude wa s o bvio u sl y great er ; a nd t he diff e re nce bet wee n t he su n shi ne duratio n s i n 1963 a nd i n 1989 i s up to 662 . 8 ho ur s. The re i s o bvio u s sea so nal diff e re nce i n sun shi ne duratio n , wit h bigge r decrea si ng a mp lit ude i n su mmer a nd wi nt e r t ha n t ho se i n sp ri ng a nd a ut umn a nd a t e nde ncy of - 29 . 77 a nd - 20 . 17 , - 9 . 91 a nd - 9 . 56 ho ur s p er t e n yea r s , re sp ectivel y. The decrea si ng t e nde ncy i s o bvio u sl y great er i n A ugu st a nd le ss i n Ap ril . The a nnual va riatio n of sun shi ne duratio n i s co n si st e nt wit h sun shi ne p e rce nt a ge . The sudde n cha nge occ ur red a ro u nd 1978 , wit h t he a nnual sun shi ne duratio n decrea sed rapidl y. Key words : sun shi ne duratio n , sudde n cha nge , t e nde ncy