光能资源是指可以利用的太阳辐射能。太阳辐射能是地球上最主要的能源,是绿色植物通过光合作用制造有机物的唯一能量来源。光能资源通常用年、季、月或作物生长期的总辐射量、光合有效辐射总量、日照时数等表示。太阳在一地实际照射地面的时数,称为日照时数,是评价地区光资源的重要农业气候指标。利用日照时数、日照百分率以及平均云量可以估算太阳总辐射量,可以弥补辐射观测站点少的不足。
一、日照
(一)日照时数
1986—2005年,山东省年日照时数平均为2412小时,各地在1898小时(成武)~2813小时(蓬莱)之间。分布特点为由西南向东北增多,鲁西北和半岛大部、鲁中部分、鲁南局部在2400小时以上;鲁南部分、鲁西北局部在2200小时以下;其他地区在2200小时~2400小时之间。
冬季是日照时数最少的季节,全省平均为492.1小时,各地在364小时(成武)~592小时(石岛)之间。半岛大部、鲁西北和鲁中部分地区、鲁东南局部在500小时以上;鲁南大部、鲁西北和鲁中局部在450小时以下;其他地区在450小时~500小时之间。春季是日照时数最多的季节,全省平均为693.6小时,各地在559小时(成武)~811小时(蓬莱)之间。鲁南大部、鲁西北局部在650小时以下;半岛和鲁西北部分地区在750小时以上;其他地区在650小时~750小时之间。夏季日照时数,全省平均为639.9小时,各地在500小时(成武)~784小时(蓬莱)之间,鲁南部分地区、鲁中和半岛局部在600小时以下;鲁西北和半岛部分地区、鲁中局部在700小时以上;其他地区在600小时~700小时之间。秋季日照时数,全省平均为586.7小时,各地在475小时(成武)~670小时(蓬莱)之间。鲁南部分地区、鲁西北和鲁中局部在550小时以下;半岛大部、鲁西北部分地区、鲁中和鲁东南局部在600小时以上;其他地区在550小时~600小时之间。
(二)日照百分率
日照百分率是表示某一时段日照总时数占该时段可照总时数的百分比。
1986—2005年,山东省年日照百分率平均为54%,各地在43%(成武)~63%(利津、蓬莱、龙口)之间。分布特点为北高南低,半岛和鲁西北大部、鲁中部分地区、鲁东南局部在55%以上;鲁南部分地区、鲁西北和鲁中局部在50%以下;其他地区在50%~55%之间。
冬季日照百分率全省平均为52%,各地在38%(成武)~64%(石岛)之间,鲁南部分地区、鲁西北局部在45%以下;半岛大部、鲁西北和鲁中部分地区、鲁东南局部在55%以上;其他地区在45%~55%之间。春季日照百分率全省平均为58%,各地在46%(成武)~67%(蓬莱)之间,鲁南大部、鲁西北和鲁中局部在55%以下;半岛大部、鲁西北部分地区、鲁中局部在60%以上;其他地区在55%~60%之间。夏季是山东的雨季,日照百分率是一年中最少的季节,全省平均日照百分率为49%,各地在38%(成武)59%(利津、蓬莱、龙口)之间,总体呈北高南低分布,鲁西北大部、半岛和鲁中部分地区在50%以上;鲁南部分地区、鲁中和半岛局部在45%以下;其他地区在45%~50%之间。秋季日照百分率全省平均为57%,各地在46%(成武)65%(利津、蓬莱、龙口)之间,鲁南大部、鲁西北和鲁中部分地区在55%以下;半岛大部和鲁西北部分地区在60%以上;其他地区在55%~60%之间。
二、太阳辐射
(一)年太阳总辐射量
山东省仅济南、福山、莒县3个站有太阳总辐射观测资料,其他气象台站太阳总辐射量是按照《太阳能资源评估方法》计算得出的。1986—2005年,太阳总辐射量全省平均为5071.3兆焦/米2·年,各地在4488.6兆焦/米2·年(成武)~5692.3兆焦/米2·年(庆云)之间。年太阳总辐射量的分布是北部多于南部,鲁西北和半岛大部、鲁中局部在5200兆焦/米2·年以上,鲁南大部分地区在4800兆焦/米2·年以下,其他地区在4800兆焦/米2·年~5200兆焦/米2·年之间。按年太阳总辐射量评估,鲁西北和半岛、鲁中大部属于太阳能资源很丰富区,其他地区属于丰富区。
(二)太阳总辐射量年变化
以济南、福山、莒县3个站的观测平均值分析太阳总辐射量的年变化,太阳总辐射量从1月开始逐渐增大,至5月达到最大,为614.1兆焦/米2·月;以后又逐渐减小,至12月达到最小,为209.7兆焦/米2·月。7月虽然是天文总辐射量全年最大的月份,由于正处在雨季,阴雨天数较多,日照时数和太阳辐射强度受到影响,太阳总辐射量并不是全年最大的月份。12月,天文总辐射量与太阳总辐射量都是全年最小的月份。
图1-1 1986—2005年济南、福山、莒县3个站太阳总辐射量平均值年变化图
全省冬季太阳总辐射量平均为668.4兆焦/米2·季,占全年总辐射量的13.2%。各地在615.7兆焦/米2·季(阳谷)~762.8兆焦/米2·季(日照)之间,鲁西南、鲁西北和鲁中部分地区、半岛局部在650兆焦/米2·季以下;鲁南部分地区,鲁西北、鲁中和半岛局部在700兆焦/米2·季以上,其他地区在650兆焦/米2·季~700兆焦/米2·季之间。
全省春季太阳总辐射量平均为1542.7兆焦/米2·季,占全年总辐射量的30.4%。各地在1327.5兆焦/米2·季(成武)~1741.9兆焦/米2·季(庆云)之间,鲁南大部分地区低于1400兆焦/米2·季,鲁西北和半岛大部、鲁中局部地区在1600兆焦/米2·季以上,其他地区在1400兆焦/米2·季~1600兆焦/米2·季之间。
夏季太阳总辐射量全省平均为1736.8兆焦/米2·季,占全年总辐射量的34.2%,各地在1495.3兆焦/米2·季(枣庄)~2017.1兆焦/米2·季(庆云)之间,分布趋势与春季相似,鲁南大部地区低于1600兆焦/米2·季,鲁西北部分地区和半岛局部在1900兆焦/米2·季以上,其他地区在1600兆焦/米2·季~1900兆焦/米2·季之间。
秋季太阳总辐射量全省平均为1123.4兆焦/米2·季,占全年总辐射量的22.2%,各地在1023.0兆焦/米2·季(成武)~1230.1兆焦/米2·季(庆云)之间。其中,鲁南大部、鲁中部分地区、鲁西北和半岛局部低于1100兆焦/米2·季,鲁西北局部大于1200兆焦/米2·季,其他地区在1100兆焦/米2·季~1200兆焦/米2·季之间。
(三)太阳总辐射量年际变化
以济南、福山、莒县3个站的观测平均值分析太阳总辐射量的年际变化。1986—2005年,太阳总辐射量的平均值为4966.8兆焦/米2·年,年际变化范围在4540.8兆焦/米2·年~5388.6兆焦/米2·年之间。从年际变化图来看,1986—1992年,变幅较大;1993—2005年,变化呈下降趋势。
图1-2 1986—2005年济南、福山、莒县3个站年太阳总辐射量平均值年际变化图

