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揭开贵州阳光被“偷”之谜

太阳辐射是地球上一切能量的主要来源,它的变化对大气热力状况、植物生长以及人类活动都具有显著的影响。

  2007年7月的一天,家住贵州省黔西县绿化乡天平村吴家大寨一位年近花甲的吴姓老人上街卖李子。看到他的李子个大霜(表层)多,十分新鲜,大家都围了上去。可是尝了以后有些惋惜:“好是好,就是味道有些淡,没有往年甜。”“这不能怨我啊,近些年来的味道都是这样啊!”老人一边称秤收钱,一边这样解释。“是不是什么东西把你们那里的太阳光偷了?”有的市民这样开玩笑。

  其实,吴老汉的李子甜味变淡的确与当地“太阳光被偷”有关!贵州省山地环境气候与资源重点实验室研究结果表明:贵州境内日照时数从20世纪40年代开始呈现逐渐增加趋势,1963年达到极大值,之后开始持续下降。特别是自20世纪80年代以来,贵州省内日照时数减少趋势明显,并自90年代开始发生了突变现象。看来,贵州的阳光的确存在被“偷”现象。

  贵州日照时数呈减少趋势

  太阳辐射是地球上一切能量的主要来源,它的变化对大气热力状况、植物生长以及人类活动都具有显著的影响。太阳从出现在某地的东方地平线到进入西方地平线,其直射光线在无地物、云、雾等任何遮蔽的条件下,照射到地面所经历的时间,称为“可照时数”。太阳在一个地方实际照射地面的时数,称为“日照时数”。日照时数以小时为单位,可用日照计测定。日照时数与可照时数之比为日照百分率,它可以衡量一个地区的光照条件。

  由于贵州地处典型的喀斯特地形地貌地区,绝大部分地区为山地,地形复杂,立体气候明显,日照时数空间分布特征也较复杂,大致呈现西北、西南部多,东北部少的分布状态;平均值在1600~1100小时,最高值出现在黔西北地区的威宁县和黔西南州的兴义县以及盘县的部分地区,自西向东逐渐减少,低值区出现在铜仁地区和遵义市的部分地区,在1100小时以下。

  贵州全省日照时数变化最快的区域是境内的中偏西部;其次是境内的西北部,遵义市的西北部、铜仁大部和黔东南大部。变化较小的区域主要集中在西南部与滇桂交界的边缘地区、安顺与毕节的部分地区、贵阳市以东的条形地带和铜仁与遵义的交界地带。

  根据有关资料分析研究得出,贵州境内83个气象台站45年来日照时数的具体变化情况是:除织金、修文、盘县、从江、镇远、贵定、望谟等7个县气象站基本没有发生较大变化和锦平、天柱两县气象站呈现增加趋势外,其余74个气象台站全部呈现减少趋势,其递减斜率(速度)在144.3小时/10年(息烽)到12.2小时/10年(施秉)之间。特别是自20世纪70年代末开始,贵州日照减少趋势发生突变,主要是在80~90年代,全省日照时数整体性减少明显。以贵州省会贵阳为例,近20年(1985~2005)来的最高值为1130.4小时(1992年),与前20年的最高值1963年比较减少了658.1小时。

  其他地区日照时数减少现象

  其实,日照时数减少现象并非贵州独有,国内其他省份乃至世界许多地区也有类似情况。有研究表明,自20世纪50年代起,到达地球表面的阳光数量越来越少,结果导致地球一天天变暗。地球上不同的地区,阳光的减少量也不同,但就全球而言,在过去的40多年里,阳光量减少了10%。例如,2005年第5期《知识窗》窦光宇的所著《阳光为何而减少》一文就这样陈述过:科学家发现,抵达地球表面的阳光在近几十年间减少变弱。该文列举了“以色列研究人员在监测1958~1992年间太阳辐射减弱状况时发现,减弱率为每10年2.7%;与此同时,美国哥伦比亚大学的气候学家的另一种分析结果则显示,1961~1990年间的太阳辐射减弱率为每10年1.3%”等例子。

  另外,20世纪90年代,在以色列工作的英国科学家格里•斯塔希尔在实验时意外发现,20世纪50年代时以色列地区接收到的太阳能量,与90年代相比竟存在着惊人差距——下降幅度高达22%!为解开疑团,格里查找了世界各地关于地表接收太阳能量的记录。结果,在他查找的所有地区都发现了类似现象。20世纪50~90年代,美国地表接收到的太阳能量下降了10%,英国诸岛下降了16%,前苏联地区的降幅则高达30%。就全球范围而言,太阳能每10年便降低1%~2%。格里称这一现象为“全球渐暗”。

  在国内,有关日照时数减少的报道并不少见。例如,2004年9月《江南时报》就曾发表《南京全年日照时数40年减少500小时》的报道。文章说:“南京全年日照时数呈现出了明显的下降趋势,近40年里,南京人每年晒太阳的时间都在不断减少,目前已达500个小时之多。20世纪60年代时,南京一年的日照时数为2400个小时,而到了目前,年日照时数仅剩下1900小时,城市病‘夺去’了南京1/5的阳光。”

  日照时数减少原因初步分析

  为了寻找贵州日照时数减少的原因,贵州省山地环境气候与资源重点实验室自2005年初开始,组织开展了“贵州近40年日照时数特征及其与云量的关系”课题研究。通过对全省83个气象台站45年来日照时数、总云量和白天总云量的观测数据研究发现:总云量和白天总云量基本没有发生变化,而同期的日照时数变化的幅度值却较大。因此,在白天总云量没有增加、有的地区甚至还略有减少的条件下,日照时数却呈现明显减少趋势,说明云量的变化不是导致日照时数减少的原因。

  气象专家这样解释:自20世纪80年代以来,由于人口增加和经济增长对能源的需求不断增加,能源的生产量和消耗量不断增大。贵州是产煤大省,燃煤发电、其他工业用煤、民用、取暖等化石燃料的使用量迅速增加,加上近些年来汽车数量的急剧上升,从而导致排入大气对流层的气溶胶大大增多。在太阳直接辐射经过大气层时,因大气气溶胶对太阳直接辐射产生的吸收和散射作用,使大气的透射率减少,削弱了到达地面的太阳直接辐射。目前,我国气象台站日照时数观测主要是使用圆筒式(康培尔斯托克式)日照计,工作原理是靠太阳光从早至晚通过圆筒左右两边两个小孔照射到筒内涂有感光材料的纸上产生感光迹线来记录日照时数的。由于大气气溶胶的增加削弱了太阳直接辐射,使得早、晚照射到圆筒中的阳光更弱,感光纸不能感光,从而导致日照时数的记录减少。这一结论与《阳光为何而减少》中“这是由悬浮在地球大气中的硫酸盐、黑碳、有机碳、微尘、海盐等微小颗粒的‘冷却作用’所造成”相吻合。

  另外,以色列、荷兰对“地球变暗”现象研究的结果显示:随着新兴工业国家的崛起,化石燃料例如煤炭、石油、天然气的消费迅猛增长,燃烧时生成的各种气体以及工业污染,向大气中排放了大量粉尘和固体微粒。此外,随着全球变暖、气温的上升增加了云量,光线被大气中的微粒和云层散射,而另外一些烟尘和化学物,例如硫酸盐的微粒会反射太阳光,从而减少了到达地球的太阳辐射。随着云层和微粒的增多,太阳辐射到达地面的量越来越少,地球逐渐变暗。

  日照时数减少的可能影响

  开头所说的吴家大寨李老汉李子甜味变淡仅仅是日照时数减少的一个小例子。其实日照时数减少对自然和生态发展的各个方面都会产生一定的影响。地球上的绿色植物利用阳光进行光合作用,每年可产生2亿亿吨碳水化合物。由于大气污染阻挡了太阳的照射,从而影响到了农作物的品质(如糖分降低等)和产量等。日照时数减少导致抵达地球的太阳辐射总量和带电粒子流产生变化,从而使大气压和气温随之发生变化,空气质量每况愈下。日照时数减少使地面水平能见度变差,空气污染加重,威胁到行车、走路的安全。

  此外,随着日照时数的减少,人类健康也会受到一定的消极影响,例如对刺激皮肤的生成、保持肤色健康都不利。同时,人体血液中的维生素D的形成离不开一定的光照。如果日照时数的减少导致人体血液中维生素D严重缺乏的话,就会引起骨质疏松症、佝偻病等,这也是为什么孕期每天最好接受两小时日光照射的原因之一。再则,日照减少对人的情绪影响也较大。有关研究表明,因为日照减少,太阳照射时间逐渐缩短,人体从阳光中获得部分热量和制造维生素D的能力以及获得刺激活力和调节情绪的元素大幅减少,大脑活动和行为方式也会发生变化,秋冬交替季节,生理活动和代谢过程会受到干扰,自身适应能力下降,就会导致季节性抑郁症频繁发生。

  针对日照时数减少的普遍现象,专家建议,各地应采取积极有效的措施,最大限度地减少二氧化碳等温室气体的排放量,从而减轻大气污染,这不仅仅是贵州,也是全中国乃至全世界共同的责任。同时,针对日照减少对农业生产的影响,各级政府及有关部门应在气候区划细化上做文章并积极进行农业产业结构调整,例如在日照时数减少较为剧烈的地区尽量采取选用对光照不敏感的作物品种等措施。另外,在贵州进行太阳能等可再生资源开发时,可以选择在日照量相对较大的西部及黔桂交界的部分地区。(作者:曾居仁)

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