山东省太阳总辐射的时空变化特征分析

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1、第29卷第10期2014年10月自然资源学报JOURNALOFNATURALRESOURCESVol.29No.10Oct.,2014山东省太阳总辐射的时空变化特征分析崔日鲜（青岛农业大学农学与植物保护学院/山东省旱作农业技术重点实验室，山东青岛266109）摘要：基于山东境内17个气象站1961—2012年逐日日照时数资料，利用Angstrom公式估算各站点太阳总辐射，并利用空间插值法、线性倾向估计和Pettitt突变检验方法对全年和四季太阳总辐射的时空变化特征进行了分析。结果表明：1961—2012年山东地区多年平均年太阳总辐射的变化范围为4814.3~53

2、38.8MJ/m2，地区间差异大，全年太阳总辐射的空间分布特征为北部多、南部少；全年和夏季太阳总辐射时间序列在全部17个站点趋于减小趋势，且除威海外，均达到至少0.05显著性水平；除春季和秋季各有3个和1个站点太阳总辐射呈增大趋势外，其余站点春季、秋季和冬季太阳总辐射均呈减小趋势；全年和各季节太阳辐射减小速率较大的站点主要分布在山东中部和西南部地区；近52a间，1997年以前为平均年太阳总辐射值的偏大时期，而其后则为偏小时期。关键词：太阳总辐射；突变点；山东中图分类号：P422.1文献标志码：A文章编号：1000-3037(2014)10-1780-12DOI：10

3、.11849/zrzyxb.2014.10.013自工业化时代以来，由于人类活动，导致了全球温室气体浓度的快速上升，2005年大气中二氧化碳浓度已达到379μmol/mol[1]。大气中二氧化碳等温室气体的持续增多导致了全球和局地气候特征的明显变化，如气温、降水量、水汽压、日照时间和太阳辐射等[2-6]。其中，地面太阳辐射的变化是由云量、水汽和气溶胶等的变化所导致[7-8]。太阳辐射是大气运动的原动力和天气、气候形成的重要因子，同时也是地球表面能量平衡的重要成分，也是地球上一切生命赖以生存的重要环境因素，因此其变化也引起了人们广泛的关注。国内外学者对地面太阳辐射的变

4、化趋势进行了大量研究，发现到达地面的太阳辐射随时间的变化并不稳定，且按年代际交替出现明显的减少和增加趋势[9-12]。1961—2009年间，我国各地太阳辐射的变化虽有一些差异，但总体上呈现下降趋势，20世纪60、70年代以上升趋势为主，但70年代逐渐转为下降，80年代下降趋势明显，90年代以后个别站点略有上升[8]。1961—2008年间我国华东地区平均总辐射呈减小趋势，1990年以前呈现显著减小趋势，1990—1995年呈现增大趋势，但1995—2000年又呈现减小趋势，自进入到21世纪后在平均线上下波动，并略有增加[7]。1961—2000年间山东省济南太阳辐

5、射呈下降趋势，1981年以前年太阳辐射基本在5000MJ/m2以上，而1982年以后则基本在5000MJ/m2以下[13]。2001—2007年山东省年太阳总辐射与1971—2000年相比平均减少72.3MJ/m2[14]。地面太阳辐射的变化与日照时数、风速和云量及由人类活动引起的气候变化有关[8]，而日照时数、云量、风速和气溶胶等具有一定的区域性特征，收稿日期：2013-10-30；修订日期：2014-02-25。基金项目：山东省“泰山学者”建设项目；农业部948项目（2012-Z5）。第一作者简介：崔日鲜（1963－），男，吉林龙井人，博士，主要从事农业气候资源

6、和农业信息技术方面的研究。E-mail:chis@qau.edu.cn10期崔日鲜：山东省太阳总辐射的时空变化特征分析1781这也导致不同地区地面年太阳辐射的变化存在明显差异[8,15]。地面太阳辐射资料主要来自于实际测定和计算。我国2500多个气象观测站中目前只有98个站点观测太阳辐射[8,16]，而山东省境内则只有5个站点（济南、烟台、莒县、济宁和福山），因此国内有关地面太阳辐射时空变化检测、评估等研究所用的资料，多数来自于计算[13,17]。Angstrom公式是计算地面太阳辐射的主要方法之一，因其计算方便、精度较高，被广泛应用于地面太阳辐射的计算。Angs

7、trom公式中的两个经验系数a和b可通过实测太阳辐射值确定。在无辐射观测值的情况下，且以天文辐射作为起始太阳辐射时，参数a、b可取0.25、0.5[18]。但很多研究发现两个经验系数a、b的推荐值0.25、0.5因地区或季节而异[19-21]。本研究基于山东省内17个气象站近52a（1961—2012年）逐日日照百分数计算地面太阳辐射值，并采用空间插值方法、线性倾向估计方法和Pettitt非参数检验方法对山东省地面太阳辐射的时空变化特征进行分析。1资料与方法山东省位于我国东部沿海，黄河下游，北纬34°22′52′′~38°15′02′′，东经114°19′53′