太阳能作为一种可再生能源,它的开发及利用受到了众多国家的关注。作为衡量太阳能的重要因素,日照时数及太阳辐射的分布规律与变化趋势也被广泛重视。本研究依据中国大陆地区569个高质量气象站点数据,结合31个缺测数据少、时间序列连续的太阳辐射站总辐射日值数据,运用Manner-Kendall(M-K)趋势检验、M-K突变分析、Bernaola-Galvan(B-G)启发式分割算法及多种突变检验手段,研究了中国大陆地区1961-2016年日照时数时空变化特征及相关因素,探究了中国大陆地区最优总辐射模拟经验模型并进行优化,最后根据优化后结果分析了中国大陆地区总辐射变化趋势。结果表明:(1)1961-2016年中国大陆地区日照时数下降趋势显著,气候倾向率为-40.7 h/10a。其中,日照时数在20世纪80年代降幅最大,相较于70年代下降了 3.46%。夏季的日照时数下降速率最大(-16.8 h/10a),其次是冬季(-9.9 h/10a)和秋季(-9.5 h/10a),春季(-4.5h/10a)降幅较小;1961-2016年间,中国大陆地区东部日照时数的下降速率较大,明显高于西部地区,其中华北地区下降趋势最明显。(2)日照时数与风速呈正相关(R=0.76),与平均气温(R=-0.60)和降水(R=-0.41)则呈负相关。此外,海拔高度和人口密度的差异可能对日照时数的变化趋势有一定影响。大气污染对日照时数有明显的削弱作用,同一城市污染严重日比污染较轻日的平均日照时数更短,且污染严重的地区日照时数下降幅度比污染较轻地区更大。20世纪80年代日照时数下降速率的骤增与均值突变更可能是由于火山爆发而非气象要素变化。(3)Angstrom-Bahel模型(三次模型)更适合中国大陆地区的总辐射模拟。根据日照时数与总辐射不同的趋势转变时间对该模型进行优化后,模拟效果明显优于优化前。基于优化后模型,1961-2016年中国大陆地区总辐射整体呈下降趋势,分为1961-1989“变暗”阶段(-16.95 MJ/m2·a)与 1990-2016“变亮”阶段(5.34MJ/m2·a);20 世纪 80 年代总辐射降幅最大,而90年代又出现近半个世纪最显著的回升现象;除秋季外,各季节均表现出先“变暗”后“变亮”的趋势。冬季在“变暗”阶段降幅最大,而春季在“变亮”阶段的回升趋势最显著。各分区总辐射趋势率均在两个不同阶段有显著差异,四个季节均有先减少后增加(或先减少后平稳)的趋势。(4)对于各气候分区,1961-2016年华北地区总辐射下降速率最大(-8.22 MJ/m2·a),其次是华中(-5.67 MJ/m2·a)与华南地区(-4.74 MJ/m2 ·a);除华北地区外,各分区总辐射在1961-2016年均呈现先减少后增加的趋势,与世界范围内总辐射变化趋势相同。以上结论有助于我们了解中国太阳能资源的时空分布与变化趋势及气候变化与人类活动对其可能的影响,为我国太阳能源的合理开发与利用提供科学支撑。