我国气象条件下日光温室气象站调查报告

我国气象条件下日光温室气象站调查报告

近年来，随着世界气候异常变化，气候这个词引起了人们的广泛关注。现在，越来越多的人开始研究气温和降水等气候变化，并从不同的时空尺度上获得了一些共识。魏文寿等研究发现新疆的气候增暖过程与中国甚至全球的变暖趋势基本一致,但是在年内变化中冬季升温最为明显;降水概率有所增加,但总降水量还是不能满足改善干旱区生态环境的需求。马荣选取和田地区1975～2005年的日平均气温数据资料,分析了近30来和田市平均气温的年、季线性趋势变化和周期性的变化特征以及对农业生产的影响,结果表明近30年气温总体呈现上升趋势,其变化率为0.48℃/10a,气温变化具有3年、22年和30年较稳定的周期。艾尼瓦尔·依沙木丁总结和分析了和田市近50a来气候变化的状况,发现和田市气候存在变暖、增湿、风速减少的趋势。但气候状况的另一个重要因子-日照的变化研究相对较少。日照时数表征的是一天内太阳实际照射某地的时数,是气候变化的主要气象要素之一,日照时间的长短直接影响着农业、林业生产,并对人类的日常生活有着直接的影响,了解日照并得到气候特征、变化趋势,对于合理进行农业生产布局、调整种植结构、治理环境污染以及一些受日照影响的产业(如电力、旅游及建筑等行业)有着十分重要的意义。因此,文中从日照时数这一重要参数着手,分析了和田市日照时数的变化趋势和特征,为掌握、应用和田气候、城郊农业结构调整提供参考依据。1时间间隔的时间变化特征1.1冬季除春、夏、冬季好从表1统计数据可以得出,和田市年标准气候平均(1971～2000年)日照时数为2587.0h,其中夏季日照时数最多,达到726.8h;其次为秋季,日照时数为721.6h;最少的季节为冬季,日照时数只有511.6h。常年平均(1955～2008年)年、春、夏、秋、冬季日照时数为2638.7h、645.0h、740.3h、728.8h、524.6h,比标准气候均值分别多了51.7h、16.4h、13.5h、7.2h、13.0h。以1971～2000年30a的标准气候平均值为基准,年日照时数在20世纪70年代最少,21世纪00年代最多,各季节日照时数最多、最少出现年代并不一致,其中春、夏、冬季日照时数在20世纪70年代最少、秋季在80年代最少;春、秋季日照时数在21世纪00年代最多,夏、冬季在20世纪90年代最多。年和冬季日照时数经历了一个ue132多～多～少～少～多～多ue132的历史演变过程,春季日照时数经历了一个ue132少～多～少～少～多～多ue132的历史演变过程,夏季日照时数经历了一个ue132多～多～少～少～多～少ue132的历史演变过程,秋日照时数经历了一个ue132多～多～多～少～多～多ue132的历史演变过程。1.2偏低时期阶段由图1年日照时数变化曲线可知,和田市年日照时数呈波动状变化,呈现出多寡交替的特点。从5年滑动平均曲线来看,和田市年日照时数变化大致可分为以下几个阶段:第一阶段为1957～1959年,这一时期年日照时数为偏多期,高于30年平均值(2587.0h);第二阶段为1960～1962年,这一时期年日照时数为偏少期,低于30年平均值;第三阶段为1963～1972年,这一时期年日照时数为偏多期,高于30年平均值;第四个阶段为1973～1987年,这个时期年日照时数为偏少期,该时期低于30年平均值,近54年来年日照时数极低值(1976.8h,1981年)就出现在这一时期;第五阶段为1988～2006年,这一时期日照时数为偏多期,该时期高于30年平均值,近54年来年日照时数极多值(3087.6h,1997年)就出现在这一时期。从总体趋势看,和田市年日照时数呈增多趋势,其变化倾向率为20.2h/10a,与阿克苏地区的日照时数倾向率同步(倾向率为3.9h/10a),与喀什市的日照时数倾向率相反(倾向率-10.3h/10a),相关系数为0.15,未通过显著性水平检验,说明年日照时数虽然具有增加的趋势,但没有达到显著性标准。就年代际来说,20世纪60年代比50年代(1955～60年)增加了51.1h,70年代比60年代减少了237.8h,80年代比70年代增加46.6h,90年代比80年代增加239.3h,近8年(2001～2008年)年平均值比90年代减少41.8h。1.3战时变化倾向率图2为和田市各季节日照时数逐年变化情况。可以看出,1955～2008年54a和田市春、秋、冬季日照时数变化趋势与年日照时数变化一致,呈增多趋势,但各季变化情况不尽相同,春季最为强烈,变化倾向率为15.4h/10a,相关系数为0.29,通过了0.05显著性水平检验;其次为秋季,变化倾向率为4.3h/10a,相关系数为0.11,未通过显著性水平检验,说明秋季日照时数增加趋势不明显;冬季最为缓慢,变化倾向率为1.9h/10a,相关系数为0.04,未通过显著性水平检验,说明冬季日照时数增加趋势不明显,只有夏季日照时数变化趋势与年日照时数变化相反,呈减少趋势,变化倾向率为-1.9h/10a,相关系数为-0.03,未通过显著性水平检验,说明夏季日照时数减少趋势不明显。各季日照时数年际变化中以春季日照时数变化振幅最大,其最多年日照时数为842.9h,最少年为398.3h,仅有最多年的46.2%,相差453.6h。夏、秋、冬三季最多年日照时数与最少年分别相差421.0、296.8、266.2h。1.4月内战时和季节性时段实际显著性分析表2列出了和田市各月平均日照时数、线性倾向和相关系数情况,1955～2008年中月平均日照时数最少的月份为2月和1月,日照时数分别为164.9、174.5h;日照时数最多的月份为10月,达到263.3h,其次为6月,日照时数为259.6h。从气候变化趋势来看,2、3、4、5、6、9、10、11月日照时数呈增加趋势,其中增加最多的是5月,其变化倾向率为6.7h/10a,相关系数为0.25,通过了0.05显著性水平检验;其次是4月和2月,变化倾向率分别为5.1h/10a、4.7h/10a,相关系数为0.22、0.21,均通过了0.01显著性水平检验,其他的3、6、9、10、11月份均未通过显著性水平检验,说明该月日照时数虽然具有增加的趋势,但没有达到显著性标准。1、7、8、12月日照时数呈较少趋势,其中较少最多的是12月,其变化倾向率为-2.0h/10a,相关系数为-0.09,未通过显著性水平检验,说明12月日照时数虽然具有较少的趋势,但没有达到显著性标准;其他的1、7、8月份均未通过显著性水平检验,说明该月份日照时数减少趋势不明显。年、季、月平均日照时数的这种分布可能是受到沙尘等天气变化的影响,马禹等通过分析发现,塔里木盆地沙尘日数年序列的气候趋势呈减少趋势,年变化中除11月偏多外其他各月均呈减少趋势,沙尘天气的高发时段出现在3～7月,南疆在沙尘日数的高值时段对日照时数有着非常显著的影响,长时间的黄沙弥漫严重减少了太阳光有效照射地面的时间,使得该区的日照时数减少。玉苏甫·阿布都拉等分析了和田市降水量的变化趋势,得出,和田市40a的降水量总体呈增多趋势,其倾向率为1.56mm/10a,其中夏季降水变化倾向率为3.05mm/10a,是增多趋势最明显的季节。和田市日照变化趋势与和田市风沙、降水等天气现象的变化是否存有影响关系,有待于今后进一步的研究。2ue132周期用Morlet小波分析方法对和田市近54年日照时数的年际变化进行了分析,小波指数正值实线表示处于多日照时数时期,反之(负值虚线)处于少日照时数时期。由图3可见,年日照时数变化存在着明显的年代际尺度和年际尺度的周期性变化,年代际变化准27年左右的周期一直稳定存在,而且震荡信号较强,表现为ue132少～多～少～多～少ue132的三个偏少和两个偏多历史演变过程,其中三个偏少时段分别为1962年以前、1975～1988年之间和2003年以后;两个偏多时段分别为1962～1975年之间和1988～2003年之间。目前正处于日照时数偏少阶段,如果按14年少日照时数推算,那么这种少日照趋势至少要维持到2017年。其次,在1955～1985年之间出现了另一个震荡模态,其周期为准11年左右,但1985～1995年之间震荡周期并不明显,然后1995年又出现了一个准18年左右的震荡周期,而且震荡频率有些发展,该周期以1995～2004年为偏少期,2004年以后进入偏多期。年际变化准6年左右的震荡周期贯穿始终(54年),1973年以后准6年震荡有些增强,准3年左右的震荡自该年后开始显现。3突变条件Mann-Kendall法是一种非参数统计检验方法,其优点是不需要样本遵从一定的分布,也不受少数异常值的干扰,适用于类型变量和顺序变量,计算也比较简便,而且可以明确突变开始的时间,并指出突变区域。方法是对于平稳随机序列Xi(1≤i≤N),构造统计量:,式中dK=ΣMi,Mi是1至i之间小于Xi的样本数,即Mi={Xj:j<i且Xi<Xj},E(dK)为均值,Var(dK)为方差。在原序列随机平稳假设下,dK的分布渐进正态,U(dK)则为标准正态分布。其概率α可以通过计算或查表获得,给定显著水平α0,若α>α0,则接受序列无变化的原假设;若α<α0,则拒绝原假设。把U(dK)沿时间轴绘成曲线UF,而后将序列反向,计算出U(dK),绘成曲线UB,若UF与UB交叉点位于置信区间内,则此点即为突变点。当UF存在明显的变化趋势、超过置信线时,或是突变增加,或是突变减少。由图4可以看出自上个世纪50年代起,和田市日照共经历了3个较长时段的上升和下降趋势,50年代末至60年代中期、70年代初至90年代后期的下降趋势,90年代后期至今的上升趋势。在50年代末至60年代中期的下降趋势中,1962年前后和田市日照的减少趋势超过0.05置信线达到显著,根据UF和UB两条曲线在临界值之间的交点位置,可以确定本次突变发生是从1956年开始的,其它时段的上升或下降趋势均不是突变现象。4u3000有关日期的分析(1)近54年和田市年日照时数呈增多趋势,其变化倾向率为20.2h/10a,但未能通过显著性检验。春、秋、冬季日照时数呈增多趋势,其中春季的增加趋势明显,其变化倾向率为15.4h/10a;秋、冬季不明显,其变化倾向率分别为4.3h/10a和1.9h/10a。夏季日照时数呈减少趋势,但减少趋势不显著,变化倾向率为-1.9h/10a。说明,年日照时数增多主要取决于春季日照时数增多。(2)近54年来年和冬季日照时数经历了一个ue132多～多～少～少～多～多ue132的年代际历史演变过程,春季日照时数经历了一个ue132少～多～少～少～多～多ue132的年代际历史演变过程,夏季日照时数经历了一个ue132多～多～少～少～多～少ue132的年代际历史演变过程,秋季日照时数经历了一个ue132多～多～多～少～多～多ue132的年代际历史演变过程。年日照时数在20世纪70年代最少,21世纪00年代最多,各季节日照时数最多、最少出现年代并不一致,其中春、夏、冬季日照时数在20世纪70年代最少、秋季在80年代;春、秋季日照时数在21世纪00年代最多,夏、冬季在20世纪90年代。(3)各月气候变化趋势来看,2、3、4、5、6、9、10、11月日照时数呈增加趋势,其中5、4和2月的增加的趋势明显,其他月份均未通过显著性水平检验。1、7、8、12月日照时数呈较少趋势,但均未通过显著性水平检验,说明该月份日照时数减少趋势不明显。(4)年日照时数变化存在着明显的年代际尺度和年