西吉縣初終霜日氣候特征分析

王亞婷++陳迪++孫俊

摘 要：利用1966—2015年西吉縣國家基本氣象站初、終霜日（最低地溫≤0℃）觀測資料，系統(tǒng)分析了該縣近50a初、終霜日的氣候變化特征。結(jié)果表明：近50a西吉縣初霜日總體呈推遲趨勢，終霜日呈提早趨勢，無霜期增加。初、終霜日存在一定的異常性，正常初、終霜日的出現(xiàn)年份最多，出現(xiàn)概率為67%；偏早和特早初霜日、偏晚和特晚霜日出現(xiàn)概率為7%，會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會造成一定危害。初霜日的年際（代）波動大于終霜日的年際（代）波動。

關(guān)鍵詞：初霜日；終霜日；氣候特征

中圖分類號：P423.4 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333201

引言

霜是水汽在地面上和近地面物體上凝華而成的白色松脆的冰晶[1]。此時地面溫度降低到足以使某種農(nóng)作物遭受凍害即發(fā)生霜凍，初霜凍顯著提早、終霜凍顯著推遲，都會對農(nóng)作物生長造成嚴重危害。霜凍是西吉縣常見的農(nóng)業(yè)氣象災害，每年都有不同程度的發(fā)生，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大，并會造成一定的經(jīng)濟損失。1972年，9月1—3日，受強冷空氣影響，西吉縣最低氣溫降到4～-2℃，全縣秋田作物遭受嚴重凍害，受凍面積近2.67萬hm?，占播種面積的60.4%，其中減產(chǎn)30%～40%成的6111.6hm?，50%～60%的5325.87hm?，70%～80%的2928.87hm?，絕產(chǎn)的8164.93hm?[2]。2008—2015年8年間，西吉縣共有6年遭受7次霜凍災害，累計造成直接經(jīng)濟損失11000余萬元。

1 資料、指標和方法

選取1966—2015年西吉國家基本氣象站的實測地面最低溫度，資料均來自西吉縣氣象局。

參考《作物霜凍等級》氣象行業(yè)標準[3]和中國科學技術(shù)藍皮書第5號《氣候》[4]，把地面最低溫度≤0℃作為霜凍標準，初霜日定義為后半年首次出現(xiàn)≤0℃的日期，終霜日定義為前半年最后1次出現(xiàn)≤0℃的日期。根據(jù)原始數(shù)據(jù)，分別按照每年初、終霜日期重建初、終霜日數(shù)據(jù)序列，用公歷日定義日期，即將1月1日的日序定義為1，1月2日的日序定義為2，1月3日的日序定義為3，以此類推，如：2000年終霜日為4月30日，則該年終霜日序為121，2014年初霜日為10月11日，則該年初霜日序為284。

運用平均值x和均方差σ判斷指標對初、終霜日的異常性進行判別，若初、終霜日波動數(shù)值在x±σ之間，初、終霜日為正常波動；若初、終霜日波動數(shù)值在x±σ和x±2σ之間，為偏晚或偏早；若初、終霜日波動數(shù)值在x±2σ之外，為特晚或特早。

繪制了近50a初、終霜日變化圖，分析初、終霜日變化趨勢，并對其變化特征進行研究。

2 初、終霜日變化特征

2.1 初、終霜日年際變化特征

對近50a西吉縣初、終霜日進行分析，該地平均初霜日序為279（10月6日），最早日序為247（9月3日），出現(xiàn)在1972年，最晚日序為299（10月26日），出現(xiàn)在1983年，最早與最晚日序差值為52d；平均終霜日序為127（5月7日），最早日序為107（4月16日），出現(xiàn)在1992年，最晚日序為143（5月23日），出現(xiàn)在1979年，最早與最晚日序差值為16d。初霜凍發(fā)生的最早和最晚日期相差接近2個月，而終霜凍發(fā)生的最早和最晚日期相差僅14d時間，這表明近50a西吉縣初霜日年際變化遠大于終霜日。

如圖1所示，從初、終霜日的變化趨勢可以看出，近50a西吉縣初霜日呈推遲趨勢，氣候趨勢傾向率為1.049d/10a，近50a初霜日共推遲了5.245d；終霜日呈提早趨勢，氣候趨勢傾向率為0.114d/10a，近50a終霜日共提早了0.57d。隨著初霜日的推遲和終霜日的提早，無霜期隨之增加，這與近50a西吉縣氣候變化趨勢相吻合[5]。

圖1 近50a西吉縣初、終霜日變化趨勢

2.2 不同等級初、終霜日變化特征

分析表明，西吉縣初、終霜日的異常性相對一致。正常初霜日出現(xiàn)年份最多，為39a，出現(xiàn)概率為78%；偏早、晚年份均為5a，出現(xiàn)概率均為10%；特早年份為1a，出現(xiàn)概率為2%。正常終霜日出現(xiàn)28a，出現(xiàn)概率為56%；偏早年份為13a，出現(xiàn)概率為26%；特早年份為8a，出現(xiàn)概率為16%；偏晚年份為1a，出現(xiàn)概率為2%；無特晚年份出現(xiàn)。

表1 近50a西吉縣初、終霜日異常年數(shù)

地名 初霜日 終霜日

特早 偏早 正常 偏晚 特晚 特早 偏早 正常 偏晚 特晚

西吉縣 1 5 39 5 0 8 13 28 1 0

由于只有偏早和特早的初霜凍及偏晚和特晚的終霜凍才會對農(nóng)業(yè)產(chǎn)生不利影響，其余對農(nóng)作物的生長影響較小，由上述分析可知，西吉縣偏早和特早的初霜日的概率為12%，偏晚和特晚的終霜日的概率為2%，雖然發(fā)生概率較小，可是一旦出現(xiàn)，便會對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成危害，如引言中提到的1972年霜凍災害。

2.3 不同年代初、終霜日變化特征

表2給出了西吉縣各年代霜凍發(fā)生的平均日序及其與多年平均值的差。對于初霜日來說，正（負）值表示該年代霜凍來得晚（早）；對終霜日，正（負）值表示該年代霜凍結(jié)束晚（早）。與50a平均情況相比，西吉縣20世紀60、70年代平均初霜日提早3～5d，平均終霜日接近常年并推遲0～3d；80年代初霜日較常年推后5d，而終霜日較常年提早3d；90年代初霜日較常年推后而終霜日較常年提早；進入21世紀，初霜日與常年持平，00年代終霜日與常年持平，2011—2015年終霜日與常年相比推遲3d。近50a初霜日的年代波動為10d，終霜日的年代波動為6d。初霜日的年代波動亦大于終霜日的年代波動。

表2 西吉縣各年代平均初、終霜日及其與多年平均初、終霜日差值

初霜日 終霜日

發(fā)生日序 差值/d 發(fā)生日序 差值/d

60年代 275（10月1日） -5 127（5月7日） 0

70年代 277（10月3日） -3 130（5月10日） 3

80年代 285（10月11日） 5 124（5月4日） -3

90年代 276（10月2日） -4 124（5月4日） -3

00年代 280（10月6日） 0 127（5月7日） 0

2011-2015年 280（10月6日） 0 130（5月10日） 3

注：00年代指2001-2010年。

3 結(jié)論

近50a西吉縣平均初霜日序為279（10月6日），最早與最晚日序差值為52d；平均終霜日序為127（5月7日），最早與最晚日序差值為16d。

在時間變化上，近50a西吉縣初霜日總體呈推遲趨勢，終霜日總體呈提早趨勢，初霜日推遲的幅度大于終霜日提早的幅度。

初、終霜日存在一定的異常性，正常初、終霜日的出現(xiàn)年份最多，出現(xiàn)概率為67%；偏早和特早初霜日、偏晚和特晚霜日出現(xiàn)概率為7%，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會造成一定危害。

初霜日的年際（代）波動大于終霜日的年際（代）波動。

參考文獻

[1]中國氣象局.地面綜合氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：21.

[2]夏普明，尚永生，楊濤，等.中國氣象災害大典·寧夏卷[M].北京：氣象出版社，2007：221.

[3]中國標準化氣象信息網(wǎng)[EB/OL].（2012-01-19）[2015-08-14].http：//standard.cma.gov.cn/plus/view.php？aid=170.

[4]國家科學技術(shù)委員會.中國科學技術(shù)藍皮書第5號《氣候》[M].北京：科學技術(shù)文獻出版社，1990.

[5]王亞婷，馬強，李紅霞，等.近50年西吉縣氣溫和降水變化趨勢分析[J].農(nóng)業(yè)信息與科技，2016（16）：49-50.

作者簡介：王亞婷（1989-），女，漢族，理學學士，地面綜合氣象觀測助理工程師，主要從事氣象服務(wù)工作。