一次強降溫天氣對杏扁的凍害分析及防御思考

黃山江　劉星燕　孫躍飛　徐平　趙海江　顧潤香

（河北省張家口市氣象局，河北 張家口075000）

摘要：通過對2008年4月21～24日一次強降溫天氣過程的分析，導致冀西北蔚縣、陽原、涿鹿三縣杏扁產生嚴重凍害的誘因是拉妮娜現象和全球氣候異常；底層850 hPa有冷舌入侵且冷空氣持續時間長、前期降水偏多導致出現冰凍和特殊的盆地地形是這次凍害出現嚴重損失的主要原因；東北地區高度場變化是造成該區春季降水和氣溫變化的關鍵系統。要做好杏扁的凍害預防工作，需根據當地氣候條件選擇園地和品種，化學和物理調控是凍害預防的常規管理措施，氣象部門可以為凍害預防工作提供一定的依據。

關鍵詞：強降溫天氣；杏扁；凍害；防御

中圖分類號：S426文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2012）20-4503-03

杏扁結果早、壽命長、栽培要求低，近幾年在我國北方逐年增多[1，2]，也是冀西北近年來發展的新型產業。目前，冀西北依據獨特的地理、氣候條件，經過幾年努力，逐步形成了從良種苗木繁育、基地栽植、生產管理到產品銷售、精深加工的龍型經濟格局。然而，杏扁存在著產量低且不穩定的問題[3]，其主要原因是杏扁花期常遭遇異常低溫危害，凍害現象一直是困擾杏扁產業快速發展的主要原因之一[4]。2008年4月21～24日，受強冷空氣影響，整個華北地區出現了降水、大風和強降溫天氣過程。冀西北的蔚縣、陽原、涿鹿三縣由于杏扁正處于盛花期至末花期，遭受嚴重凍害。據災情調查，僅蔚縣、涿鹿兩縣凍花面積19 134.0 hm2，絕收面積15 501.3 hm2，造成直接經濟損失2.195 8億元。

1環流背景分析

近十幾年來，全球氣候變化已成為世界各國政府和科學家共同關注的話題[5，6]。2008年1～2月，我國南方暴發了50～100年一遇的大雪災，歷時長，范圍廣，強度大，災害重，其主要原因就是拉妮娜現象和全球氣候異常。進入4月以后，這種狀況依然。由圖1可知，北從新地島，南至貝加爾湖和巴爾克什湖，東到庫葉島北部為寬闊的副距平，副中心值在西伯利亞北部為-6 hPa，而從我國東北到日本海為正距平，正中心值為+12 hPa，在日本海附近。這樣的距平環流分布有利于極地冷空氣沿西伯利亞和貝加爾湖南下影響我國西北和華北地區，而我國東北的正距平對西來冷空氣起阻擋和加強作用。

在4月21日的500 hPa和850 hPa高空形勢圖上，500 hPa高空槽位于蒙古到河套西部，槽后最低氣溫達到-34 ℃，而溫度槽明顯落后高度槽，高度槽后冷平流明顯；850 hPa已經形成一個冷渦，低層有冷舌侵入張家口市，這是張家口市出現強降溫造成杏扁嚴重凍害的關鍵系統。這次過程高、低層系統明顯且深厚，加上東北高壓系統的阻擋，導致冷空氣移動緩慢，持續時間長。

2前期降水分析

大氣是從地表的熱輻射中獲得熱量的，而不是太陽直接曬熱大氣，地表是輻射熱能的儲存器。由于水的比熱較大，下墊面的干濕會直接影響氣溫的變化，一年之中，夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷就是很好的例證。圖2為降溫過程前1個月的降水總量與歷年及2007年同期對比。由圖2可知，張家口市2008年3月20日至4月20日降水比常年多87%～356%，平均多229%，這是歷年比較罕見的。4月19日，強冷空氣開始入侵張家口市，下墊面由于前期降水偏多對降溫起到一定抑制作用，但冷空氣滯留時間長，4月19～23日全市氣溫持續下降，4月22～24日凌晨一些地方最低氣溫降至0℃以下，特別是4月23日，蔚縣、陽原縣城最低氣溫達到-1 ℃，涿鹿縣城為0 ℃，杏扁種植鄉鎮蔚縣的北水泉、黃梅等地達到-4～-3 ℃，陽原的化稍營、東井集達到-3～-2 ℃，涿鹿的大堡、臥佛寺達到-3～

-2 ℃，為冰凍天氣，部分杏扁花萼出現冰殼。此時，下墊面由于土壤濕度大，氣溫回升緩慢，最低氣溫維持時間基本都超過了2～3 h，部分地方達到4～5 h，這樣的天氣條件必然會給農作物帶來嚴重的凍害，所以前期降水偏多出現冰凍是這次杏扁凍害造成嚴重損失的主要原因。

3特殊地形作用

張家口位于河北省西北部，全市地勢總的趨勢是西北高，東南低，陰山山脈橫貫中部，將全市分為壩上和壩下兩大部分，北部壩上是蒙古高原的一部分，南部為小五臺山地，東北部為大馬群山地，蔚縣境內的小五臺山主峰高度2 870 m，是張家口市最高山峰，桑干河和洋河流經壩下中部，形成了狹窄的河谷盆地[7]。

盆地的氣溫變率極其特殊。當弱冷空氣影響時，類似焚風效應，當地氣溫不降反而略有升高，這是由于弱冷空氣只是對盆地空氣有所擠壓而不能取而代之，倒好像蓋了一層薄棉被；當強冷空氣影響時，情況便截然不同，冷空氣對盆地空氣不再是擠壓，而是取代盆地的空氣，并且有一定的滯后性。如圖3所示，2008年4月22～24日，涿鹿最低氣溫變化是4.0 ℃→0.1 ℃→4.9 ℃，而蔚縣為1.9 ℃→

-0.7 ℃→1.3 ℃，這是因為蔚縣比涿鹿更具盆地性質，氣溫變率更緩一些，冷空氣取代盆地空氣后滯留時間更久，對杏扁的凍害也更嚴重，所以特殊的盆地地形也是這次杏扁凍害造成嚴重損失的主要原因。

4歷史相似年份合成

南北極對流層，冬夏均為氣旋式環流，稱為極渦。在北半球，由于大陸分布不均勻，極渦經常不在北極中心，而偏于北美大陸或歐亞大陸，引起這些地區偏冷。所以極渦的位置、強弱對我國氣候的影響有著非常重要的作用[8]。

選取與2008年春季多降水和強降溫相似的6個年份（1958、1964、1967、1987、1990、1998年）作氣象要素場合成[9]。

圖4是春季（3～5月）同期100 hPa高度場距平合成圖，極渦是明顯的負距平中心，顯然極渦是加強的，且中心位置明顯偏西南，這樣有利于冷空氣頻繁南下影響我國北部地區，另外，從貝加爾湖到我國西北、華北為負變壓，東北到日本海為正變壓中心，使得亞洲中高緯環流呈經向型發展，這種環流形式表明華北地區上空多冷空氣活動，是有利于降水和降溫的條件，這與圖1分析的2008年4月平均距平場相似。由春季多雨年差值t檢驗（圖5）分析可知，我國東北地區高度場變化是造成張家口市春季降水和氣溫變化的關鍵系統，通過了α=0.05的顯著性檢驗。

5杏扁的凍害防御

杏扁的花期一般為15 d左右，在4月中下旬，而張家口市杏扁種植區最早終霜日為3月30日，最晚終霜日為5月17日（表1），也就是說，大部分年份杏扁在花期或輕或重會受到不同程度的凍害，受害嚴重的年份幾乎絕產，解決杏扁的凍害問題已成為當務之急[4]。下面提出一些凍害防御措施供大家參考。

5.1園地與品種的選擇

根據當地氣候條件，選擇背風向陽、日照充足的園地，避免在凹地、槽谷地及陰坡地建園[4]；在保證質優的前提下，盡量選擇抗寒能力強的品種，如圍選1號、豐仁、國仁等，對于耐寒能力較差卻質優的品種，選擇園地需優先考慮。

5.2化學和物理調控

加熱、風機、隔熱泡沫等方法可有效控制花期凍害，但投入大、運行成本高[10]，可適度用于優質品種的凍害防御，傳統熏煙法、防霜器和涂白法，成本較低、使用方便，可作為常規管理措施。

5.3預報措施

杏扁的凍害防御，氣象是第一道關口，準確預報是防御的前提。近年來，張家口市氣象臺和杏扁種植縣聯合進行了多年的研究和預報服務，積累了較為豐富的經驗。特別是花期預報以及強冷空氣入侵凍害預報都較為準確，得到了張家口市委、市政府以及廣大杏扁種植者的認可。

6結論

1）通過對2008年4月21～24日強降溫天氣過程分析，對冀西北杏扁造成嚴重凍害的原因如下：拉妮娜現象和全球氣候異常是這次強降溫對杏扁造成嚴重凍害的誘因；底層850 hPa在4月21日8∶00時有冷舌入侵、系統持續時間長和前期降水偏多導致冰凍以及盆地地形使冷空氣滯留時間長是這次凍害出現嚴重損失的主要原因；對歷史相似年合成，發現我國東北地區高度場變化是造成該區春季降水和氣溫變化的關鍵系統。

2）大部分年份，杏扁在花期會受到不同程度的凍害，需根據當地氣候條件選擇園地和品種，化學和物理調控措施是凍害預防的常規管理措施，氣象部門可以為種植地進行霜凍和冷空氣入侵預報，為凍害預防工作提供一定的依據。

參考文獻：

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[3] 王飛，王華，陳登文，等.杏品種花器官耐寒性研究[J].園藝學報，1999，26（6）：356-359.

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[5] 王謙謙，錢永甫，徐海明，等.1991年夏季江淮洪澇成因的數值試驗——西太平洋海溫異常的影響[J].氣象學報1995，53（增刊）：595-603.

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[7] 劉愛梅，苗志成，劉星燕.張家口氣候資源與特色農業[J].河北氣象，2004，23（4）：26-27.

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[9] 黃山江，王謙謙，劉星燕.西北地區春季和夏季降水氣候特征異常分析[J].南京氣象學院學報，2004，27（3）：336-346.

[10] 陳秀娟，劉增軍，劉金武.杏扁花期凍害的對策[J].河北果樹，2008（6）：46.