崔海濤 ，常直楊，張志剛 ，何 亮，王 建

1.南京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，南京 210023

2.南京師范大學(xué) 虛擬地理環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210023

3.江蘇省地理環(huán)境演化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育建設(shè)點(diǎn)，南京 210023

4.江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，南京 210023

5.南京曉莊學(xué)院 旅游與社會(huì)管理學(xué)院，南京 211171

6.國(guó)家氣象中心，北京 100081

《2019年中國(guó)氣候公報(bào)》顯示2019年全國(guó)平均氣溫較常年偏高0.79℃，為1951年以來(lái)第五暖年；全國(guó)平均降水量645.5 mm，比常年偏多2.5%（中國(guó)氣象局和國(guó)家氣候委員會(huì)，2020），中國(guó)氣候正朝著變暖的趨勢(shì)發(fā)展。日照是太陽(yáng)輻射強(qiáng)度最直觀的體現(xiàn)，是氣候變化的重要影響因素，也是其他氣候要素形成的重要能量來(lái)源（沈瑱等，2007），日照時(shí)數(shù)是指太陽(yáng)直接輻射照度不小于120 W · m-2的所有時(shí)間之和（中國(guó)氣象局，2003），是開發(fā)利用當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)林業(yè)資源、太陽(yáng)能資源和城鄉(xiāng)規(guī)劃的重要依據(jù)，也是區(qū)域氣候變化和全球生態(tài)系統(tǒng)的重要影響因子（劉玉英等，2015）。根據(jù)全球的研究發(fā)現(xiàn)，近代到達(dá)地球的太陽(yáng)輻射能呈降低趨勢(shì)，把這種發(fā)現(xiàn)定為“全球變暗”（Stanhill and Cohen，2001；Wild et al，2005）。日照時(shí)數(shù)決定著太陽(yáng)輻射到達(dá)地面能量的多少，進(jìn)一步影響其他要素的變化和空間分布。因此，研究日照時(shí)數(shù)的時(shí)空變化特征及與其他氣象要素的相互關(guān)系，對(duì)氣候變化分析有著重大意義（何彬方等，2009）。

近年來(lái)，許多學(xué)者基于全國(guó)范圍（虞海燕等，2011）、青藏高原地區(qū)（姚莉和吳慶梅，2002）、我國(guó)西北地區(qū)（陳少勇等，2010）、華南地區(qū)（伍紅雨等，2011）、華北平原（陳紅梅等，2012）、西南地區(qū)（楊小梅等，2012）和東北地區(qū)（周曉宇等，2013）進(jìn)行日照時(shí)數(shù)變化特征分析，研究表明日照時(shí)數(shù)整體上為下降趨勢(shì)，個(gè)別區(qū)域如青藏高原西部（華維等，2010）、南疆（劉衛(wèi)平等，2008）、黑河中上流域（劉艷艷等，2009）的日照時(shí)數(shù)出現(xiàn)增加趨勢(shì)。國(guó)外部分學(xué)者認(rèn)為云量、太陽(yáng)輻射和空氣污染等是影響日照時(shí)數(shù)的主要因子（Halouani et al，1993；Almorox and Hontoria，2004），其中太陽(yáng)輻射是最直接也是最主要的影響因素。溫度、降水、風(fēng)速和相對(duì)濕度等氣候因子主要通過(guò)改變大氣中云、霧、氣溶膠含量間接影響日照時(shí)數(shù)，并與其有著較好的相關(guān)性。目前，對(duì)日照時(shí)數(shù)的研究大多為相關(guān)性方面，缺少對(duì)產(chǎn)生原因、機(jī)理方面的研究，需要進(jìn)一步探討。

甘孜州位于青藏高原東南緣，是四川盆地和青藏高原的過(guò)渡地帶，氣候較為敏感（Gou et al，2013；Wang et al，2013；王慶莉等，2019；Gao et al，2019；梅靜等，2019）。日照時(shí)數(shù)變化對(duì)該地區(qū)氣候變化的預(yù)測(cè)與判斷有著重要影響，且對(duì)該地區(qū)的生態(tài)自然環(huán)境保護(hù)、開發(fā)和利用有指導(dǎo)性意義。目前，多數(shù)學(xué)者主要研究甘孜州地區(qū)溫度和降水的時(shí)空變化特征（李宗省等，2010；王曉，2015；常婷婷，2016；梅靜等，2019），而對(duì)日照時(shí)數(shù)時(shí)空變化特征以及不同氣象因子之間相互關(guān)系的研究較少。因此，本研究基于四川省甘孜州地區(qū)11個(gè)氣象站近55 a的氣象資料，通過(guò)一元線性回歸、5 a滑動(dòng)平均、累計(jì)距平、Mann-Kendall突變檢驗(yàn)、樣條函數(shù)插值和因子相關(guān)分析等方法探討了日照時(shí)數(shù)的時(shí)空變化特征及與其他氣象因子之間關(guān)系，該研究結(jié)果可為甘孜州地區(qū)氣候變化與氣候資源的開發(fā)提供參考數(shù)據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.1 研究區(qū)概況

甘孜藏族自治州（27°58″ — 34°20″ N，97°22″ — 102°29″ E）位于四川省西部，青藏高原東南，總面積15.3×104km2，年均溫為5.8765℃，年均降水量為666.6252 mm（梅靜等，2019）。甘孜州地處中國(guó)第一級(jí)階梯向第二級(jí)階梯的過(guò)渡地帶，全州地貌可分為丘狀高原區(qū)、高山高原區(qū)和高山峽（深）谷區(qū)。甘孜州屬于亞熱帶氣候，但由于所處的地理位置，導(dǎo)致其地勢(shì)隆升，地貌復(fù)雜多樣（南部河谷區(qū)與北部高原區(qū)高差大約有3000 m），氣候逐漸向大陸性高原山地季風(fēng)氣候轉(zhuǎn)變，區(qū)域差異明顯（王曉，2015）。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文氣象數(shù)據(jù)來(lái)自于國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://data.cma.cn/），根據(jù)氣象數(shù)據(jù)時(shí)間序列的完整性與連續(xù)性，對(duì)該州內(nèi)的11個(gè)氣象觀測(cè)站的溫度、降水、風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)和相對(duì)濕度進(jìn)行變化趨勢(shì)分析。由于數(shù)據(jù)存在中斷、不全的情況，對(duì)該州內(nèi)的所有站點(diǎn)進(jìn)行分析，去除數(shù)據(jù)損失較多和年限相對(duì)較短的站點(diǎn)，本文根據(jù)站點(diǎn)數(shù)據(jù)的缺失情況，對(duì)缺失的數(shù)據(jù)利用回歸法和平均法進(jìn)行插補(bǔ)，最終篩選出州內(nèi)符合條件的11個(gè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)，如圖1所示。對(duì)每個(gè)站點(diǎn)的溫度、降水、風(fēng)速、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)進(jìn)行月平均、季度平均和年平均計(jì)算處理，也對(duì)11個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的平均計(jì)算，然后對(duì)所處理后的季度平均和年平均進(jìn)行線性回歸、距平值、滑動(dòng)平均等分析，其中春季：3 — 5月，夏季：6 — 8月，秋季：9 — 11月，冬季：12 — 次年2月。

圖1 甘孜州氣象站點(diǎn)分布Fig. 1 The distribution of the meteorological stations in Garzê

1.3 研究方法

基于時(shí)間序列連續(xù)分析：一元線性回歸、累計(jì)距平、5 a滑動(dòng)平均和Mann-Kendall突變檢驗(yàn)。

（1）一元線性回歸：反映一個(gè)因變量與一個(gè)自變量之間的線性關(guān)系，以時(shí)間為橫坐標(biāo)序列，氣候要素為縱坐標(biāo)序列構(gòu)建的一元線性回歸方程，是研究分析氣候要素在時(shí)空上變化特征上經(jīng)常使用的方法之一（賀偉等，2013），公式為：

式中：yi為氣候要素，xi為時(shí)間，a為常數(shù)，b為系數(shù)，反映了氣候要素變化的速率。通常用一元線性回歸的系數(shù)b×10表示氣候要素的變化傾向率，溫度、降水、風(fēng)速、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)的傾 向 率 的 單 位 分 別 為℃ · (10a)-1、mm · (10a)-1、m · s-1· (10a)-1、% · (10a)-1及h · (10a)-1。

（2）距平分析：氣候距平，是用來(lái)表示氣候值與氣候均值之間的大小變化關(guān)系。如果氣候要素的序列值與其平均值的差大于零，則為正距平；反之，小于零，則為負(fù)距平（魏鳳英，2007）。表示為：均值x，距平值xi-x。

（3）滑動(dòng)平均：也叫加權(quán)平均，可以用來(lái)估算變量的局部均值，使得變量的更新與一段時(shí)間內(nèi)的歷史取值有關(guān)。該分析可消除初始值的弊端影響，從而使氣候要素變化趨勢(shì)更為顯著。本文對(duì)州內(nèi)的日照時(shí)數(shù)進(jìn)行5 a滑動(dòng)平均計(jì)算，得到州內(nèi)11個(gè)站點(diǎn)55 a來(lái)的變化趨勢(shì)。

（4）Mann-Kendall突變檢驗(yàn)：是由Mann和Kendall提出的一種用于統(tǒng)計(jì)學(xué)中的非參數(shù)檢驗(yàn)法，該方法的統(tǒng)計(jì)值不一定要按某種分布，而且檢驗(yàn)結(jié)果不受個(gè)別異常數(shù)據(jù)的影響，所以常被用來(lái)檢驗(yàn)水文、氣候等要素的時(shí)間序列趨勢(shì)變化（符淙斌和王強(qiáng)，1992）。

在M-K檢驗(yàn)圖中，正序列（UF曲線）和逆序列（UB曲線），當(dāng)正（反）序列在某一時(shí)間點(diǎn)超過(guò)置信區(qū)間時(shí)，則表明該時(shí)間點(diǎn)發(fā)生顯著的上升或下降趨勢(shì)。若正、反序列只有一個(gè)交點(diǎn)，且位于置信空間內(nèi)，則該點(diǎn)表示為在某時(shí)刻發(fā)生了突變，否則為突變不明顯或不能確定是否發(fā)生突變。

2 研究結(jié)果

2.1 日照時(shí)數(shù)年際變化

由圖2得知，甘孜州地區(qū)近55 a來(lái)日照時(shí)數(shù)在2038.2 — 2406.5 h變化，具有較大的波動(dòng)性。55 a平均日照時(shí)數(shù)為2228.0 h，1962年、1998年和2003 — 2005年平均日照時(shí)數(shù)在2100 h以下，相對(duì)較少，其中2004年是55 a來(lái)最低的，為2038.2 h；1971年和1981年日照時(shí)數(shù)相對(duì)較高，均在2400 h以上，其中1971年最高，為2406.5 h，兩者相差368.3 h。其他年份日照時(shí)數(shù)在2100 — 2400 h，相對(duì)適中。這種差異主要與不同年份之間的氣候不同有關(guān)，進(jìn)而影響日照時(shí)數(shù)。

圖2 1961 — 2015 年甘孜州日照時(shí)數(shù)年際變化Fig. 2 Interannual variation of sunshine duration in Garzê during 1961 — 2015

2.2 日照時(shí)數(shù)季節(jié)變化

由圖4可知，甘孜州地區(qū)四季日照時(shí)數(shù)均呈減少趨勢(shì)，春、夏、秋、冬季節(jié)的減少速率分別為6.4 h · (10a)-1、6.8 h · (10a)-1、6.9 h · (10a)-1、6.3 h · (10a)-1。其中，夏、秋季的減少趨勢(shì)最為明顯，春、冬季日照時(shí)數(shù)減小相對(duì)緩慢，即秋季日照時(shí)數(shù)減少速率最快，夏季比秋季略慢，春季比冬季略快，冬季最慢?？芍?，夏、秋兩季日照時(shí)數(shù)減少對(duì)年際的減少趨勢(shì)貢獻(xiàn)較大，而春、冬兩季日照時(shí)數(shù)對(duì)年際減少趨勢(shì)貢獻(xiàn)較小。

圖4 1961 — 2015 年甘孜州日照時(shí)數(shù)距平四季變化Fig. 4 Seasonal variation of sunshine duration anomaly in Garzê during 1961 — 2015

在該州近55 a的四季日照時(shí)數(shù)變化中，春季變化幅度最大，最大值達(dá)到165.5 h（圖4a），春季日照時(shí)數(shù)在20世紀(jì)60年代中期 — 90年代階段開始以正距平為主導(dǎo)，表明該階段的日照時(shí)數(shù)均大于春季平均數(shù)；而日照時(shí)數(shù)偏低主要發(fā)生在1992 — 2008年，該階段日照時(shí)數(shù)均低于平均數(shù)；在2008年之后，日照時(shí)數(shù)開始變得起伏不定，在正負(fù)距平之間波動(dòng)。甘孜州地區(qū)夏季日照時(shí)數(shù)波動(dòng)最大，為203.4 h（圖4b），20世紀(jì)初期及末期與21世紀(jì)初期夏季日照時(shí)數(shù)以負(fù)距平為主，日照時(shí)數(shù)較均值偏少，20世紀(jì)60年代中期 — 90年代以正距平為主，日照時(shí)數(shù)偏多，1971年出現(xiàn)最大值為603.5 h，1962年出現(xiàn)最小值為400.1 h，20世紀(jì)90年代前后與21世紀(jì)10年代前后變化幅度較大；除了20世紀(jì)60年代初、中期不同外（圖4c），秋季與春季有著相類似的變化情況，秋季日照時(shí)數(shù)變化幅度最小，為130.3 h；甘孜州地區(qū)冬季出現(xiàn)了正距平最大值為351.9 h（圖4d），冬季主要在均值上下變化且變化幅度較小，但在20世紀(jì)70年代后期與90年代初期出現(xiàn)了正峰值。

甘孜州地區(qū)的四季日照時(shí)數(shù)變化有著較大的差異，可能與每個(gè)季節(jié)的太陽(yáng)高度角不同有關(guān)，從而影響著太陽(yáng)輻射到地面的能量（陳碧輝等，2008）。

2.3 日照時(shí)數(shù)突變

對(duì)甘孜州地區(qū)1961—2015年的年日照時(shí)數(shù)進(jìn)行M-K突變檢驗(yàn)分析（圖5a）發(fā)現(xiàn)，1962年前，UF＜0，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)；1962 — 1994年，UF＞0，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)呈上升的跡象，1995年后，UF＜0，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，且在1970年左右超出0.05置信水平線，表現(xiàn)出顯著的上升趨勢(shì)與當(dāng)時(shí)的氣候大突變和本身的氣候敏感有關(guān)；UF與UB兩條曲線有且只有一個(gè)交點(diǎn)且在置信線內(nèi)于1989年，突變明顯，滯后于全國(guó)（1981年）（虞海燕等，2011）。

從四季的突變圖中可得出，春季（圖5b）在1974前，UF＞0，日照時(shí)數(shù)表現(xiàn)出上升趨勢(shì)，1975 — 1992年，UF線正負(fù)交替，日照時(shí)數(shù)波動(dòng)反復(fù)，1989年后，UF＜0，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，UF與UB兩條曲線有一個(gè)交點(diǎn)且在置信線內(nèi)于1989年，突變明顯。夏季（圖5c）UF線與年UF線呈相同變化，但維持明顯突變的時(shí)間期變短，UF與UB線有一個(gè)交點(diǎn)且在置信線內(nèi)于1991年，突變明顯。秋季（圖5d）最大不同之處就在于1968 — 1986年前后，UF線正負(fù)交替，日照時(shí)數(shù)波動(dòng)反復(fù)，UF與UB線有三個(gè)交點(diǎn)且都在置信線內(nèi)，突變不明顯。冬季（圖5e）在2000年前后，UF＞0，日照時(shí)數(shù)表現(xiàn)出上升趨勢(shì)；之后，UF＜0，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)；UF與UB線有一個(gè)交點(diǎn)且在置信線內(nèi)于1994年，突變明顯。

圖5 甘孜州地區(qū)1961 — 2015年全年、各季日照時(shí)數(shù) M-K 突變檢驗(yàn)Fig. 5 Mann-Kendall test of annual and seasonal sunshine duration in Garzê during 1961 — 2015

2.4 空間變化

1961 — 2015年，甘孜州地區(qū)年際日照時(shí)數(shù)（圖6a）較大值在石渠和甘孜的北部地區(qū)，其中理塘地區(qū)日照時(shí)數(shù)最大，為2662.7 h，日照時(shí)數(shù)較小值在以康定、九龍的東南地區(qū)和鄉(xiāng)城的西南地區(qū)，其中康定地區(qū)日照時(shí)數(shù)最小，為1676.5 h，二者相差986.2 h，中部地區(qū)穩(wěn)定在2590 h左右，德格西部地區(qū)和丹巴的東部地區(qū)則在2000 h左右。

全年的日照時(shí)數(shù)增減情況（圖6b）：從全年來(lái)看，日照時(shí)數(shù)減小主要集中在德格、甘孜和康定的西部地區(qū)及中部地區(qū)，新龍和稻城之間的南部地區(qū)，而極少數(shù)日照時(shí)數(shù)增大主要集中在鄉(xiāng)城的西北部地區(qū)、石渠的北部地區(qū)和九龍東南小部分地區(qū)。其中，日照時(shí)數(shù)增大速率最快集中在鄉(xiāng)城的西北部地區(qū)，最大值達(dá)到了52.9 h · (10a)-1，日照時(shí)數(shù)減小速率最大值發(fā)生在西部的德格地區(qū)，最小值為-122.5 h · (10a)-1，減少速率超過(guò)50 h · (10a)-1的有甘孜、德格和新龍地區(qū)，而增大速率超過(guò)50 h · (10a)-1的只有鄉(xiāng)城地區(qū)。

相比全年來(lái)看，春季（圖6c）日照時(shí)數(shù)變化最大之處是石渠的北部地區(qū)，全年的日照時(shí)數(shù)變化速率由增到減；就夏季日照時(shí)數(shù)變化情況而言（圖6d），在春季空間變化圖的基礎(chǔ)上，以稻城、丹巴和康定之間的東部和南部地區(qū)減小速率明顯加快；秋季（圖6e）是與全年的日照時(shí)數(shù)變化情況最接近的；冬季（圖6f）日照時(shí)數(shù)變化減小的范圍在縮減，主要集中在德格和九龍的西部及東部地區(qū)；而石渠和甘孜的北部地區(qū)日照時(shí)數(shù)變化增速加快。日照時(shí)數(shù)增速最快發(fā)生在夏季的鄉(xiāng)城地區(qū)，最大值為17.4 h · (10a)-1；日照時(shí)數(shù)減少最快發(fā)生在冬季的德格地區(qū)，最小值為-41.2 h · (10a)-1；可以看出，四季變化的最值與年際變化的最值所在地區(qū)相同，冬季的日照時(shí)數(shù)變化情況最大，而秋季的日照時(shí)數(shù)變化情況最小。

圖6 1961 — 2015年甘孜州地區(qū)年日照時(shí)數(shù)及年際、各季氣候傾向率空間分布Fig. 6 Spatial distribution of annual sunshine duration, interannual and seasonal sunshine duration tendency rate in Garzê during 1961 — 2015

3 討論

3.1 日照時(shí)數(shù)時(shí)空變化特征

由圖3可知，1961 — 2015年甘孜州地區(qū)日照時(shí)數(shù)以25.1 h · (10a)-1的速率減少，小于全國(guó)（-36.9 h · (10a)-1）（虞海燕等，2011）、西南地區(qū)（-31.9 h · (10a)-1）（楊小梅等，2012）日照時(shí)數(shù)的減少速率。1971年之前距平值大體上呈上升趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)逐漸偏多，其中1971年增加178.5 h；20世紀(jì)70年代日照時(shí)數(shù)出現(xiàn)V型變化；20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)初距平值呈下降趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)逐漸偏少，其中2004年減少189.8 h。由滑動(dòng)平均值得知，在1971年前日照時(shí)數(shù)呈上升趨勢(shì)，在1980年前后至2003年前后期間日照時(shí)數(shù)呈下降趨勢(shì)，之后就呈上升趨勢(shì)。

圖3 1961 — 2015 年甘孜州日照時(shí)數(shù)距平年際變化Fig. 3 Interannual variation of sunshine duration in Garzê during 1961 — 2015

由圖6可知，州內(nèi)空間的日照時(shí)數(shù)變化差異很大。影響日照時(shí)數(shù)的主要因素為地勢(shì)、氣候和緯度等因素，甘孜州是山地高原地貌，海拔較高但氣候變化多端，后者的影響超過(guò)了地勢(shì)影響，但一些高原地帶如鄉(xiāng)城的西南地區(qū)地勢(shì)影響則較強(qiáng)。四季的日照傾向率有顯著的差異，主要與各個(gè)季節(jié)的太陽(yáng)高度角不同有關(guān)，從而影響到達(dá)地面太陽(yáng)輻射的能量（周曉宇等，2013）。

3.2 日照時(shí)數(shù)和其他氣候因子的相關(guān)性

相關(guān)研究表明：降水量、風(fēng)速、水汽壓、氣溫、能見(jiàn)度、氣溶膠濃度等因子影響日照時(shí)數(shù)（申彥波等，2008；陳少勇等，2010；符傳博等，2013），其中云、降水、水汽壓、能見(jiàn)度、氣溶膠等是直接影響因子，而溫度和降水通常是通過(guò)改變直接因子的方式影響日照時(shí)數(shù)。黃菊梅等（2014）對(duì)洞庭湖周圍部分站點(diǎn)研究分析發(fā)現(xiàn)：總云量越多日照時(shí)數(shù)就越少，反之總云量越少日照時(shí)數(shù)就越多，二者有著顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；陳碧輝等（2008）對(duì)日照時(shí)數(shù)與總云量的關(guān)系研究也支持了上述觀點(diǎn)。大氣能見(jiàn)度是影響日照時(shí)數(shù)的一個(gè)主要參數(shù)，但其直接影響因子是大氣中的水分子含量和顆粒濃度含量通過(guò)改變大氣能見(jiàn)度來(lái)實(shí)現(xiàn)的（陳少勇等，2010；趙胡笳等，2015）。此外，也有研究表明：空氣污染加重會(huì)導(dǎo)致氣溶膠粒子濃度急劇增加，是日照時(shí)數(shù)減少的重要原因（鄭小波等，2010；王釗等，2012）。

甘孜州深受青藏高原氣候影響，且具有典型的氣溫低、降水少、冬季長(zhǎng)和日照足等特點(diǎn)（常婷婷，2016）；降水主要集中在夏半年（5 — 10月），氣溫高、氣候相對(duì)濕潤(rùn)；冬半年（11月至次年4月）降水少，氣候干燥寒冷（梅燕，2010），且高原面和半山坡以上風(fēng)速較大；城市化相對(duì)落后，人為污染較少，草地和森林遍布該區(qū)。相較于氣候因子（溫度、降水、風(fēng)速和相對(duì)濕度）通過(guò)改變大氣中氣溶膠等微顆粒物質(zhì)濃度大小來(lái)影響地表接受太陽(yáng)輻射能，該區(qū)的高海拔地勢(shì)和保護(hù)完好的綠色環(huán)境區(qū)（氣溶膠等微顆粒濃度較少的原因）是影響日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)的主要因素。

由于受到氣象數(shù)據(jù)的限制，本文主要討論氣溫、降水量、風(fēng)速、相對(duì)濕度與日照時(shí)數(shù)的時(shí)空變化關(guān)系。

3.2.1 日照時(shí)數(shù)與氣溫

由甘孜州近55 a的溫度數(shù)據(jù)計(jì)算得出，該地區(qū)的溫度以0.242℃ · (10a)-1的速率增溫，也順應(yīng)了當(dāng)下全球氣候變暖的趨勢(shì)（已通過(guò)0.01顯著性水平檢驗(yàn)），由圖7可知，日照時(shí)數(shù)與氣溫呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.2，在同一年份中，氣溫偏高的時(shí)候往往日照時(shí)數(shù)偏少，反之氣溫偏低的時(shí)候日照時(shí)數(shù)偏多。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市下墊面和大氣污染越來(lái)越嚴(yán)重，使得地面反射、散射太陽(yáng)能在增加，大氣增加了對(duì)能量的吸收，這也導(dǎo)致了溫度的升高（劉德義等，2010），林俊等（2009）對(duì)大氣氣溶膠研究發(fā)現(xiàn)，氣溶膠不僅阻擋了太陽(yáng)輻射而且也吸收了太陽(yáng)能，嚴(yán)重影響了地表溫度變化。

圖7 1961 — 2015年甘孜州地區(qū)年日照時(shí)數(shù)和年平均氣溫距平變化Fig. 7 Variation of annual sunshine duration and annual average temperature anomaly in Garzê during 1961 — 2015

3.2.2 日照時(shí)數(shù)與降水

甘孜州55 a間降水呈微弱的減少趨勢(shì)，減少速率為11.22 mm · (10a)-1（未通過(guò)0.01顯著性水平檢驗(yàn)）。由圖8可知，日照時(shí)數(shù)與降水呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.6，降水增多的同時(shí)，日照時(shí)數(shù)在減少，反之增加。本研究結(jié)果與鄭有飛等（2012）對(duì)京津冀地區(qū)的研究結(jié)果相同，都表明降水量與日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)。相反，周曉宇等（2013）和馬琪等（2012）研究則表明，降水的增加促使地面太陽(yáng)能的增加，進(jìn)而影響到日照時(shí)數(shù)的增加，兩者表現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。

圖8 1961 — 2015年甘孜州地區(qū)年日照時(shí)數(shù)和年平均降水量距平變化Fig. 8 Variation of annual sunshine duration and annual average precipitation in Garzê during 1961 — 2015

3.2.3 日照時(shí)數(shù)與風(fēng)速

甘孜州55 a間風(fēng)速呈顯著減少趨勢(shì)，由圖9可 知，變 化 傾 向 率 為0.085 m · s-1· (10a)-1（已 通過(guò)0.01顯著性水平檢驗(yàn)）。日照時(shí)數(shù)與風(fēng)度呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.6。二者的序列變化相吻合，風(fēng)速增高的同時(shí)，日照時(shí)數(shù)也增高，反之。由于城鎮(zhèn)化建設(shè)加快、植樹造林變多、氣候的極端化加劇（夏季風(fēng)減弱、大氣氣旋活動(dòng)減弱和大陸性冷高壓加強(qiáng)）導(dǎo)致了風(fēng)速的減?。ㄈ螄?guó)玉等，2005），進(jìn)而影響了大氣中氣溶膠等物質(zhì)不易擴(kuò)散，從而導(dǎo)致地表所接收到的太陽(yáng)輻射能減弱，很難達(dá)到日照時(shí)數(shù)記錄的標(biāo)準(zhǔn)，使得日照時(shí)數(shù)減少（林俊等，2009）；虞海燕等（2011）對(duì)全國(guó)194個(gè)氣象站的研究也認(rèn)為，風(fēng)速與日照時(shí)數(shù)有著很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖9 1961 — 2015年甘孜州地區(qū)年日照時(shí)數(shù)和年平均風(fēng)速距平變化Fig. 9 Variation of annual sunshine duration and annual average speed in Garzê during 1961 — 2015

3.2.4 日照時(shí)數(shù)與相對(duì)濕度

甘孜州55 a間相對(duì)濕度以0.352% · (10a)-1的速率呈減少趨勢(shì)（已通過(guò)99.5%顯著性水平檢驗(yàn)）。由圖10可知，日照時(shí)數(shù)與相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.5。某地區(qū)相對(duì)濕度越大，則表明該地區(qū)的水汽含量越多，大氣中水分子含量的增多導(dǎo)致氣溶膠等顆粒物質(zhì)在大氣中滯留并變大，不利于日照時(shí)數(shù)的增加（林俊等，2009）；并且賈金明等（2007）對(duì)河南地區(qū)日照時(shí)數(shù)與相對(duì)濕度的關(guān)系研究分析也得出了相同的觀點(diǎn)，兩者有相反的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖10 1961 — 2015年甘孜州地區(qū)年日照時(shí)數(shù)和年平均相對(duì)濕度距平變化Fig. 10 Variation of annual sunshine duration and annual average relative humidity in Garzê during 1961 — 2015

4 結(jié)論

基于 1961 — 2015 年甘孜州地區(qū) 11 個(gè)氣象觀測(cè)站的氣象資料（氣溫、降水、風(fēng)速、相對(duì)濕度和日照時(shí)數(shù)）和前人的研究結(jié)果，利用一元線性回歸、5 a 滑動(dòng)平均、累計(jì)距平、Mann-Kendall突變檢驗(yàn)和樣條函數(shù)等方法，對(duì)甘孜州地區(qū)氣候的時(shí)空變化進(jìn)行研究，主要得到以下結(jié)論：

（1）時(shí)間尺度上，年際日照時(shí)數(shù)以每10 a減少25 h的趨勢(shì)減少且年均值為2228.0 h，在20世紀(jì)70、80年代較多，60年代前后和21世紀(jì)初較少；四季的日照時(shí)數(shù)也分別每10 a減少6.4 h、6.8 h、6.9 h和6.3 h的速率呈減少趨勢(shì)，其中，秋季和夏季對(duì)年日照時(shí)數(shù)減少率貢獻(xiàn)最大。

（2）空間分布上，日照時(shí)數(shù)最大值出現(xiàn)在理塘海拔較高的地區(qū)，為2662.7 h，最小值出現(xiàn)在康定海拔較低的地區(qū)，為1676.5 h；北部的高原地區(qū)、中部的河谷地區(qū)和南部的稻城古冰帽地區(qū)日照時(shí)數(shù)多于東部河谷區(qū)和其他地區(qū)。年際和四季的空間傾向率變化大致相同，其中，石渠北部地區(qū)和鄉(xiāng)城、九龍南部地區(qū)出現(xiàn)增加的趨勢(shì)，德格東部地區(qū)及新龍等部分中部地區(qū)出現(xiàn)減少趨勢(shì)且無(wú)條帶狀分布。

（3）突變分析上，該區(qū)年際日照時(shí)數(shù)于1989年發(fā)生突變，且春、夏、冬季分別于1989年、1991年和1994年發(fā)生突變，都滯后于全國(guó)（1981年），只有秋季突變不明顯。

（4）相關(guān)性分析上，氣候要素中風(fēng)速和降水量與日照時(shí)數(shù)變化呈顯著相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.6和-0.6，而氣溫和相對(duì)濕度均與日照時(shí)數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.2、-0.5，其中氣溫與日照時(shí)數(shù)相關(guān)性最弱。