Page 257 - 《高原气象》2021年第5期

高 原 气 象 40 卷
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表1 1990-2019年不同沙区日照时数和总辐射量均值和变化率统计
Table 1 Summary of sunshine duration，global solar radiation，and their change rates
for different sandy regions during 1990-2019
-1
-1
分区 日照时数/h 日照变化/［h·（10a） ］ 总辐射量/（MJ·m ） 辐射变化/［MJ·m ·（10a） ］
-2
-2
新疆北部 2836. 38±164. 21 -21. 66 5481. 22±326. 35 0. 70
新疆南部 2854. 01±173. 40 4. 41 5805. 58±273. 38 -5. 37
青海 2948. 64±162. 13 -86. 35 ** 6584. 14±152. 73 -103. 03 **
甘肃河西 3102. 69±136. 70 -9. 23 6303. 07±219. 05 14. 20
阿拉善地区 3181. 75±143. 99 -70. 87 ** 6230. 55±156. 82 -61. 77 **
黄土高原北部 2849. 70±126. 53 -0. 63 5768. 38±179. 76 6. 12
内蒙古中部 3033. 20±150. 71 -27. 12 5926. 14±277. 16 13. 02
东北地区 2769. 15±77. 98 -12. 29 5240. 78±147. 35 27. 17
汇总 2927. 90±199. 21 -22. 48 5888. 39±439. 51 -8. 66
**表示变化趋势在0. 01水平上显著，数据为均值±标准差

图5 1990-2019年日照时数和总辐射量的变化趋势
Fig. 5 Variation trend of sunshine duration and global solar radiation from 1990 to 2019
度等级为稳定，其中阿拉善和甘肃河西沙区日照稳 4 讨论
定度最高，稳定度指数分别为 1. 43和 1. 40，新疆北
4. 1 xgboost算法与沙区辐射估算
部沙区稳定度指数为 3. 39，日照相对匮乏，其中古
本研究使用 xgboost 算法，基于 10 个协变量估
尔班通古特沙漠以西日照稳定度等级为不稳定［图
算了无辐射观测站 1990-2019年逐年辐射月值，经
8（a），表 2］。环境温度方面，高温区主要分布在新
8 个未参与模型训练且序列完整的辐射观测站数据
疆南部和阿拉善中部沙区，其中新疆南部沙区平均
验证，R 可以达到 0. 92，且预测值与实测值的拟合
2
每年≥10 ℃天数超过 200 天；而青海大部和东北地
线基本与 1∶1 线重合［图 2，图 3（a）］。前期相关研
区沙地主要为低温区，其中青海沙区平均每年≥
究在进行统计反演时，多采用气候学方法，气候学
10 ℃天数仅 100. 90 天［图 8（b），表 2］。沙区总辐
方法的物理意义比较明确、计算所采用函数关系多
射量整体上十分充足，其中青海大部、甘肃河西西 为一次或二次，因此经验系数的确定和辐射量的计
部、阿拉善中北部为最丰富，其他沙区基本上为很 算都更易实现，且单站计算结果精度较高，总误差
丰富［图 8（c）］。然而，沙区太阳能资源整体上稳定 一般在 10% 以下（申彦波，2017）。例如，杜东升等
度不足，仅青海、甘肃河西南部、塔克拉玛干沙漠 （2015）基于气候学方法，利用日照百分率数据估算
南缘沙区为稳定，其中青海太阳能资源稳定度最 总辐射量月值，3 个辐射站模拟值与实测值的相关
高，稳定度指数达 0. 41，其他沙区不足 0. 35，多为 系 数 达 0. 55~0. 87。 类 似 地 ，熊 燕 琳 和 周 筠 珺
欠稳定和一般［图8（d），表2］。 （2020）基于气候学方法，通过聚类分析分区获得经