昌吉市近五十年日照时空变化特征分析

昌吉市近五十年日照时空变化特征分析

方雯  ,邹辰星

 新疆昌吉州气象局  831100

摘要：本文利用昌吉市气象局1971~2022年逐月日照时数资料，选择一元线性回归法日照时数变化特征进行分析。结果表明：1971~2022年昌吉市日照时数整体以增加趋势为主，气候变化倾向率为7.461h/10a，增加趋势不太显著；春季和夏季日照时数对年日照时数增加的贡献最大；昌吉市日照时数的增加对农业生产较为有利，尤其是春夏季节日照时数增加对喜温喜光作物的益处更为明显；冬季低温寡照天气的出现不利于优质高产设施作物的形成。

关键词：日照时数   变化特征 农业生产 昌吉市

引言

气候变暖是全球气候变化过程中的不争事实，研究气候变化引起了世界范围内的广泛关注。日照是气候形成的重要原因，也是太阳辐射的直接表现形式，同人类生产生活及动植物生长密切相关。近年来，不少学者对日照时数进行了大量研究，并得出了很多有意义的结论。昌吉市位于天山北麓、亚欧大陆腹地、准噶尔盆地南缘，主要地貌类型为山地、平原、沙漠三大部分，地势南高北低，呈现出阶梯状。昌吉市属于中温带区，属于典型的大陆性干旱气候，主要特点是冬季寒冷、夏季炎热、昼夜人差大，在地形条件的影响较大，从南向北气候差异较大。因此，分析昌吉市日照市气候特征及变化趋势，对于农牧业生产布局及种植结构调整具有十分重要的意义。

1、研究资料和方法

本文利用昌吉市气象局1971~2022年逐月日照时数资料，选择一元线性回归法日照时数变化特征进行分析。日照时数是表征太阳光照时间长短的物理量，它表示某地太阳能可被利用时间的多长，其长短直接对农业、林业、牧业生产产生影响，同时还关系到人类日常生活，是表示某区域光能资源的重要指标，单位为h。季节划分采用常规划分标准：春季为3~5月，夏季为6~8月，秋季为9~11月，冬季为12月到次年2月。

2、日照时数变化特征

2.1年际变化

1971~2022年昌吉市多年平均日照时数为2736.3h，其中年日照时数的最高值为3004.1h（2008年），最低值只有2213.1h（2002年），两者之间相差791.0h，说明昌吉市日照时数年际变化波动幅度较大。近53年昌吉市年日照时数整体以增加趋势为主，气候变化倾向率为5.982h/10a，增加趋势不太显著。根据多年平均值曲线（图1），昌吉市年日照时数整体呈现出两边多、中间少的特征，在1984年以前和2005年之后的这两个时期，昌吉市年日照时数大都在平均值曲线以上，说明这些阶段是日照时数偏多期；在1984~2005年这段时间内，昌吉市大部分年份的日照时数几乎都在平均值曲线以下，该阶段属于日照时数偏少期。另外，结合年日照时数变化曲线图，1971~1987年昌吉市年日照时数呈现出快速下降趋势；1987~2008年昌吉市日照时数先波动增加，后快速增加，再由2002年降至谷底后2008年日照时数又达到最大，该阶段日照时数波动幅度极大；2008~2016年日照时数快速下降，从2016年往后日照时数开始波动增加。

图1 1971~2022年昌吉市日照时数变化趋势图

2.2四季变化

1971~2022年昌吉市春季日照时数以增加趋势为主，气候变化倾向率为10.952h/10a，增加趋势较为显著。近53年昌吉市春季平均日照时数为786.3h，占年内日照时数的28.7%。1971~1988年昌吉市春季日照时数以缓慢下降趋势为主；1988~2008年日照时数以波动增加趋势为主，且2008年的日照时数达到最高，达到了920.1h；从2008年往后，日照时数则呈现出快速下降趋势。

1971~2022年昌吉市夏季日照时数以增加趋势为主，气候变化倾向率为10.968h/10a，增加趋势较为显著。近53年夏季平均日照时数为903.2h，占年内日照时数的33.0%。其中1971~1977年昌吉市日照时数以小幅度增加趋势为主；1977~1993年日照时数呈现出缓慢下降的趋势；从1993年往后夏季日照时数则开始快速增加。

1971~2022年昌吉市秋季日照时数呈现出增加趋势，气候变化倾向率为3.503h/10a，增加趋势不显著。近53年昌吉市秋季平均日照时数为658.2h，占年内日照时数的24.1%。其中1971~1987年昌吉市秋季日照时数以快速下降趋势为主，且1987年日照时数最低，只有544.4h；从1987年往后，日照时数以波动增加趋势为主，且增加趋势不明显。

1971~2022年昌吉市冬季日照时数整体以下降趋势为主，气候变化倾向率为-15.835h/10a，下降趋势较为显著。近53年昌吉市冬季平均日照时数为373.9h，占年内日照时数的13.7%。其中1971~2015年昌吉市冬季日照时数呈现出波动减少的趋势，且2015年日照时数最少，只有170.8h，从2015年往后，昌吉市冬季日照时数呈现出快速增加趋势。

2.3月际变化

根据昌吉市年内各月日照时数变化图（图2），一年内以7月份的日照时数最长，达到了315.9h，占年内日照时数的11.5%，其次是6月份，日照时数为305.6h；12月日照时数最短，只有100.7h，只有年内日照时数的3.7%，其次是1月份，日照时数为125.9h；年内日照时数长的7月份与日照时数最短的1月份之间相差215.2h。另外，昌吉市年内日照时数主要出现在3~10月份，这段时间各月的日照时数均在210h以上，尤以每年的5~8月份最为集中，各月日照时数均在300h以上，这段时间的日照时数高达1228.5h，占年内日照时数的44.9%。

图2 1971~2022年昌吉市年内日照时数变化图

3、日照时数变化对农业生产的影响

近53年昌吉市日照时数整体呈现出增加的趋势，对农业生产较为有利，特别是春季和夏季日照时数的增加，对于昌吉市喜温喜光作物的种植有很大的益处；冬季日照时数降低，特别是低温寡照天气的出现，对温室大棚的危害几乎是致命性的。太阳辐射的过程中可为大棚内农作物提供热量，且足够的光照可确保植物光合作用的正常开展。因温度较低会出现寒根或沤根，进而造成土壤以上的植物遭受冷害或冻害，再加上光照时数不足和温度较低，会造成棚内作物变黄直至枯死，甚至受冻，降低设施农业产量。

结论：

（1）1971~2022年昌吉市多年平均日照时数为2736.3h,整体以增加趋势为主，气候变化倾向率为5.982h/10a，增加趋势不太显著，尤以春季和夏季日照时数对年日照时数增加的贡献最大。

（2）昌吉市年内日照时数主要出现在3~10月份，尤以每年的5~8月份最为集中，这段时间的日照时数高达1228.5h，占年内日照时数的44.9%。

（3）昌吉市日照时数的增加对农业生产较为有利，尤其是春夏季节日照时数增加对喜温喜光作物的益处更为明显；冬季低温寡照天气的出现不利于优质高产设施作物的形成。

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作者简介：方雯（1974.04），女，汉族，四川重庆，本科，高工，从事气象应用与服务工作。