乌鲁木齐市人工日照时数变化特征分析

җ气象科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀农业与技术㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019,Vol.39,No.16㊀㊀㊀乌鲁木齐市人工日照时数变化特征分析
伏晓慧陈梦娇沙曼曼
(新疆乌鲁木齐市气象局,新疆乌鲁木齐830006)
摘㊀要:利用乌鲁木齐市1976 2018年逐月日照时数,运用线性趋势分析㊁相关分析㊁回归及Mann-Kendall检验方法,研究该要素变化特征及规律㊂结果发现:乌鲁木齐市年平均日照时数呈较显著的上升趋势,增加速率达到69.97h/10a;四季也呈增加趋势,但增加速率不同,其中春季增加速率最大㊂年平均日照时数突变时间发生在
2006年,春季和夏季发生在2004年,秋季在2006年,冬季出现突变年较晚,在2013年,年和四季在突变年后均表现为上升趋势㊂
关键词:乌鲁木齐;近43年日照时数;变化特征;突变
中图分类号:S16㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀DOI:10.19754/j.nyyjs.20190830062
㊀㊀随着全球气候变暖,各种气象要素也随之发生了明显变化,极端性天气发生频率逐渐增多,区域性气候变化逐渐引起了国内外众多学者的普遍关注㊂太阳能作为一种绿色可再生资源受到社会各界的高度关注㊂随着社会经济的飞快发展,工业化程度越来越高,人类对能源的需求也越来越大,能源问题制约着全球经济的增长速度㊂因此对太阳能的合理开发㊁利用,越来越受到世界各国的关注㊂日照时数作为太阳辐射最直观表现之一,对各地天气和气候的变化和形成起到重要作用㊂研究日照时数的变化和规律对城市建设㊁农牧业生产布局等具有十分重要的意义㊂任国玉等[1]指出,近50年我国日照时数呈明显减少趋势,还存在明显的季节性差异,冬㊁夏季减少趋势明显大于其他两季㊂陈少勇等[2]研究表明西北地区日照时数从东南向西北减少,大部分地区呈显著的减小趋势㊂禹朴家等[3]指出新疆天山北坡也呈现减少趋势,1986年为突变年,前期偏多,后期偏少㊂乌鲁木齐市位于中国西北部,属中温带大陆性干旱气候,作为新疆维吾尔自治区首府,许多专家对该区域的气候变化进行了大量研究[4-9]㊂但是对乌鲁木齐市日照时数变化研究却很少㊂因此,研究该区域日照时数的变化及规律,为合理开发㊁利用太阳能提供数据支撑㊂1㊀资料与方法
1.1㊀资料来源
选用来自新疆气象信息中心提供的乌鲁木齐国家基本气象站1976 2016年逐日日照时数,通过严格质量控制㊂季节划分标准:春季3 5月,夏季6 8月,秋季9 11月,冬季为12月 翌年2月㊂乌鲁木齐国家基本气象站始建1951年,共迁站4次,本文以第3次搬迁(1976年)为研究时段的起始时间㊂1.2㊀研究方法
采用线性趋势分析㊁相关分析㊁回归分析等方法研究乌鲁木齐市日照时数的变化特征及规律,采用Mann-Kendall(简称M-K)检验方法对年㊁四季日照时数进行突变分析,为了检验该要素转折是否达到突变标准,对突变点进行t检验㊂
2㊀日照时数变化特征
2.1㊀年际变化特征
图1㊀1976 2018年乌鲁木齐市年日照时数变化趋势1976 2018年乌鲁木齐市年平均日照时数为2652.0h,最多年出现在2008年,日照时数达到3093.3h,最少年出现在1998年,仅为2217.6h,极差达到875.7h,说明该地日照时数年际变化较大㊂从图1可知,乌鲁木齐市年平均日照时数变化呈增加趋势,达到69.97h/10a,通过0.01的显著性检验,说明该地年日照时数增加较显著㊂从变化曲线可知有22a偏低于历年平均值,其中1987 2005年均偏低历年平均值,偏多年份集中出现在2005年以后,这可能与天空状况和大气受污染程度有关,有待于进一步研究和探讨㊂
2.2㊀季节变化特征
由图2可以看出,乌鲁木齐四季日照时数均呈增加趋势,表现为:春季>夏季>秋季>冬季,气候倾向率为30.06h/10a㊁18.16h/10a㊁17.32h/10a㊁ 4.4h/10a,其中春季和夏季通过0.01的显著性检验,秋季通过0.05的显著性检验,冬季没有显著性检验,说明冬季
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日照时数增加的不明显㊂从增长速率可知春季增加的最明显,夏季和秋季变化基本一致,冬季增加最小,因此,春季日照时数的变化对年日照时数变化贡献最大,冬季贡献最小㊂同时从最多年和最少年变化可知,春季日照时数变化幅度最大,极差达到346.0h,其次是冬季,为283.5h,最小的是夏季,仅为219.4h㊂
图2㊀近43a乌鲁木齐市四季日照时数变化趋势2.3㊀月变化特征
从图3可知,近43a乌鲁木齐市月日照时数变化呈单峰型,从1月开始逐渐增加到7月达到最大值,达到307.9h,其中从3 4月增加最明显,增加了59.4h,5 6月增加最小,仅增加了0.7h;然后从7 12月开始逐渐减小,到12月达到最小,仅有89.9h,占7月日照时数的29.2%,其中7 8月减小最少,仅减少了3.4h,10 11月减少最明显,达到95.3h㊂
图3㊀乌鲁木齐月日照时数变化趋势
3㊀突变分析
为了研究乌鲁木齐市日照时数在较长时间序列内的变化特征,利用M-K方法(Uα=ʃ2.56)分析该地日照时数的气候突变时间㊂从图4可知,乌鲁木齐市UF曲线从1976年开始呈波动下降趋势,到1999年达到最低值,然后又开始呈上升趋势,和UB相交于2006年,利用t检验对该年进行突变检验,通过显著性检验(P<0.001),即2006年是乌鲁木齐市日照时数逐渐增多的突变年,预计这种上升趋势在未来仍持续㊂对四季同样进行突变分析(图略),春季和夏季突变年均出现在2004年,秋季突变发生在2006年,冬季在2013年,四季均通过显著性检验㊂
图4㊀乌鲁木齐年日照时数突变分析
4㊀小结
近43年乌鲁木齐市年平均日照时数呈显著的增加趋势,增加速率达到69.97h/10a;四季同样呈增加趋势,但是增加趋势不一致,其中春季增加最大,冬季增加最小,因此,春季日照时数的变化对年日照时数变化贡献最大,冬季贡献最小㊂
乌鲁木齐市月平均日照时数呈单峰型变化,其中7月日照时数最大,12月最小㊂
利用M-K法对乌鲁木齐市日照时数进行突变分析,发现年平均日照时数在2006年发生突变;春季和夏季突变年均出现在2004年,秋季突变发生在2006年,冬季在2013年,年和四季均通过显著性检验㊂
参考文献
[1]任国玉,郭军,许铭志,等.近50年中国地面气候变化基本
特征[J].气象学报,2005,63(6):942-952.
[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]禹朴家,徐海量,侯亮,等.新疆天山北坡日照时数变化特征
[J].山地学报,2011,29(1):43-49.
[4]刘盛梅,成鹏.乌鲁木齐地区近50年来平均气温及极端气温
变化特征[J].干旱区资源与环境,2011,25(6):138-146.
[5]成鹏.乌鲁木齐地区近50年降水特征分析[J].干旱区地理, 2010,33(4):580-587.
[6]杨霞,赵逸舟,李圆圆,等.乌鲁木齐极端天气事件及其区域
气候变化的联系[J].干旱区地理,2009,32(6):868-873.
[7]韩文堂,陈学刚,孙蓉花.乌鲁木齐城市化进程对局地气候变
化的影响研究[J].沙漠与绿洲气象,2016,10(6):54-58.
[8]瓦力江㊃瓦黑提,任国玉,孙秀宝.乌鲁木齐城市热岛强度的
日变化和季节变化[J].沙漠与绿洲气象,2018,12(1):21 -28.
[9]郑玉萍.乌鲁木齐市北部农区近53年来日照时数变化分析
[J].沙漠与绿洲气象,2017,11(6):40-45
作者简介:伏晓慧(1978-),女,工程师㊂研究方向:灾害性天气变化㊂
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