本文研究所用数据主要来源于中国气象数据网( http://cdc.cma.gov )的中国地面气候资料日值集(V3.0)，该数据集涵盖了四川盆地14个国家气象站点的日照时数、气压、相对湿度、平均风速、降水量等气象要素数据。这些站点分布较为均匀，且站点间海拔相差较小，约为300~700 m。该数据集1961年以前气象观测缺测站数较多，而2018年之后四川地区的观测数据不完整，因此本文仅分析1961~2018年四川盆地的太阳辐射变化趋势。

太阳总辐射量与天文因子、物理因子、气象因子等关系密切，在实际工作中通常利用半经验、半理论的方法，建立太阳总辐射量与相关因子之间的经验公式，根据常规观测数据来估算太阳总辐射。四川省地域辽阔，不同地区的地形和气候差异太大。本文采用四川盆地总辐射计算经验公式和相应的经验系数表来估算四川盆地的太阳总辐射，通过比较分析发现该方法能够较为准确地估算太阳总辐射，具体计算方法详见文献 [14] 。太阳总辐射的变化趋势、突变特征和周期变化分别采用线性倾向趋势分析、Mann-Kendall (M-K)突变检验 [15] 和Morlet小波分析 [16] 进行研究，同时采用克里金插值法分析其空间分布特征。最后太阳总辐射未来的变化趋势则采用重标极差(R/S)分析法。R/S分析法是一种用来分析时间序列数据长期记忆特性的一种统计方法，具体计算步骤和分析方法参阅文献 [17] 。

如 图1(a) 所示，四川盆地年太阳总辐射平均值为3872.84 MJ∙m⁻²，最大值出现在1978年达到了4340.99 MJ∙m⁻²，最小值出现在2003年仅为3514.18 MJ∙m⁻²。观测期间年太阳总辐射表现为显著的下降趋势，气候倾向率为−52.9 MJ∙m⁻²∙(10a)⁻¹，且显著水平达到了0.01。

累计距平曲线 图1(b) 表明四川盆地太阳总辐射变化具有明显阶段性。1981年和2013年为转折点，根据这2个转折点可以将太阳总辐射变化分为3阶段：1961~1981年累积距平曲线呈上升趋势，表明太阳辐射量大部分高于多年平均水平，为太阳总辐射偏高阶段；1981~2013年曲线呈下降趋势，大多数年份太阳辐射量低于多年平均水平，为太阳总辐射偏低阶段。2013年后为波动阶段，总体呈现上升趋势。

图1. 四川盆地太阳总辐射年际变化特征：(a) 变化趋势，(b) 累计距平

从 表1 可看出，四川盆地四季中夏季太阳辐射量最大为1436.72 MJ∙m⁻²，其次为春季(1175.01 MJ∙m⁻²)和秋季(746.79 MJ∙m⁻²)，冬季最小(512.25 MJ∙m⁻²)；除冬季太阳辐射量最大值出现在21世纪10~18年代，其余春夏秋季与年平均太阳辐射量最大值均出现在20世纪70~80年代。

在20世纪60~80年代以及21世纪10~18年太阳辐射量年平均值均大于四川盆地平均值，此时为太阳辐射较充足的年代；其余年代太阳辐射量年平均值均小于四川盆地年太阳辐射量平均值，为太阳辐射相对不足的年代。

由 图2 可见1961~1980年期间UF值 > 0，呈现上升趋势，此时UF值在0.05显著性水平线区间内，趋势不明显。而在1980年后UF值 < 0，说明此时四川盆地太阳辐射变化呈现持续下降趋势，且在1987年后UF值落在在0.05显著性水平线区间外，通过0.05显著性检验，说明四川盆地太阳辐射量的下降趋势显著。UF和UB两条曲线在临界值线(±1.96)之间产生了交叉点，对应于1976、1978和1980年，这说明太阳总辐射在1976~1980年这段时间内发生了突变。这与 图1 太阳总辐射的变化特征基本一致。

从 图3(a) 中可以看出，对四川盆地60年的太阳辐射变化进行分析，小波方差图中，小波系数实部为正值说明太阳总辐射在该时间段为偏多期，反之亦然，小波系数实部为零值对应着突变点。如 图3(a) 所示，对于12年的时间尺度，可以看出在1961~1991年期间，太阳辐射的周期较为明显，而在1991年后周期性不够明显。对于5年的时间尺度，一直有较为稳定周期性。进一步分析对应的小波方差图( 图3(b) )，可见太阳总辐射存在3个显著的峰值，分别对应于3年、5年和12年。其中12年的震荡周期表现最为显著，是影响太阳总辐射变化的首要主导周期，其次是5年和3年的周期，但是其震荡周期的显著性明显下降。另外在35~40年之间有一个周期，同样其显著性较弱。

利用ArcGIS10.5软件采用范克里金插值法绘制四川盆地年平均太阳辐射量空间分布图，如 图4 所示。四川盆地年太阳总辐射中部地区较小，由此向北、向西南地区呈增加的趋势。例如中部地区宜宾市、自贡市的年太阳辐射在3500 MJ∙m⁻²左右，北部地区巴中市的年太阳辐射为4025~4283 MJ∙m⁻²，西南地区的年太阳辐射在4100 MJ∙m⁻²上下。不同地区年太阳辐射量的差值约为800 MJ∙m⁻²。

本文由重标极差(R/S)分析法计算得出1961~2018年四川盆地太阳总辐射序列的年际Hurst指数，来衡量日照时数时间序列的持久性特征。Hurst指数 > 0.5表示数据具有正持续性，即过去的趋势会延续到未来。Hurst指数 < 0.5表示数据具有负持续性，即过去的趋势在未来会逆转。Hurst指数 = 0.5表示数据没有持续性，即未来趋势与过去无关。由分析可知年太阳辐射序列Hurst指数为0.436，略小于0.5，表明过去变化趋势对未来产生影响，且变化趋势相反，即未来年太阳辐射量在一定时间内将呈增加趋势。但是Hurst指数接近0.5，说明年太阳辐射在未来的这种增加趋势持续性较弱。

Hurst指数可以表征未来时间序列变化趋势，但是趋势的持续时间未知。通过统计信息可以检验复杂系统是否有周期性，并计算其平均循环周期，具体计算方法见文献 [18] 。在V-lnn曲线上，出现明显

转折点所对应的时间长度n，即为过去变化趋势的影响消失的平均循环长度。从 图5 中可看出，年际V-lnn曲线的第一个拐点在lnn = 1.19处，对应的时间长度应该为为n ≈ 3，即四川盆地年太阳总辐射量序列的平均循环长度为3年，这表明过去状态对未来状态的影响时间仅有3年，意味着太阳总辐射时间序列在3年之后失去持续性，此时过去变化趋势不再对未来趋势产生影响。