黑龍江省初霜凍分布特征及典型個例分析

張惠君，吳 巖，牛忠清

（1.黑龍江省氣象臺，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江 哈爾濱150030）

1 引言

當(dāng)近地面的溫度下降到0 ℃以下時，空氣中的水汽在地面物體上凝結(jié)成白色的冰晶叫做霜， 亦稱白霜。 霜凍是指地面（或葉面）的溫度突然下降到農(nóng)作物生長溫度以下時，農(nóng)作物受凍害的現(xiàn)象。 霜凍按其形成的原因可分為三類：平流霜凍、輻射霜凍、平流-輻射霜凍， 黑龍江出現(xiàn)的霜凍大多是平流-輻射霜凍。

黑龍江省是全國的糧食基地， 松嫩平原和三江平原盛產(chǎn)大豆、小麥、水稻和玉米等大田作物，秋季霜凍出現(xiàn)早晚，對黑龍江省農(nóng)作物產(chǎn)量有很大影響，特別是9月20日前出現(xiàn)的霜凍，可造成糧食大幅度減產(chǎn)，是主要災(zāi)害性天氣之一。 因此，是否能夠準(zhǔn)確預(yù)報霜凍的發(fā)生時間為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)可靠的依據(jù)就成為一個極為重要的問題。 本文利用1971-2008年黑龍江省80 個觀測站的霜凍資料進行分析，總結(jié)出霜凍的分布特征。并且對2001年9月21日出現(xiàn)在黑龍江省的區(qū)域性的霜凍天氣過程進行分析， 為黑龍江省今后的霜凍天氣的預(yù)報提供線索和依據(jù)。

2 初霜凍的分布特征

2.1 初霜凍的平均日期分布

利用1971-2008年黑龍江省80 個觀測站的霜凍資料進行分析， 總結(jié)初霜凍的平均出現(xiàn)日期可分為3 個時間段：

（1）9月25日前：大興安嶺、黑河北部和伊春北部。

（2）9月26-30日：齊齊哈爾北部、綏化北部、哈爾濱北部和東部、鶴崗西部、牡丹江北部。

（3）10月1日后：大慶、齊齊哈爾南部、哈爾濱大部、牡丹江南部、雞西、七臺河、雙鴨山和佳木斯。

2.2 初霜凍的最早日期分布

1971-2008年黑龍江省初霜凍出現(xiàn)的最早日期分布特征，分為4 個時間段：

（1）9月10日前：大興安嶺、黑河北部、伊春北部和牡丹江的西北部。

（2）9月11-15日：黑河南部、齊齊哈爾北部、綏化北部、伊春南部、鶴崗北部、雙鴨山東部、哈爾濱的北部和東部。

（3）9月16-20日：齊齊哈爾中部、大慶、綏化南部、哈爾濱西部和南部、鶴崗南部、佳木斯西部、雙鴨山西部、七臺河西部、雞西西部、牡丹江東部。

（4）9月20日之后：齊齊哈爾南部、佳木斯東部、雙鴨山南部、七臺河?xùn)|部、雞西東部、牡丹江東南部。

2.3 初霜凍的最晚日期分布

1971-2008年黑龍江省初霜凍出現(xiàn)的最晚日期分布特征，分為5 個時間段：

（1）9月30日前：大興安嶺地區(qū)。

（2）10月1-10日：黑河北部和中部、伊春北部。

（3）10月11-15日：黑河南部、齊齊哈爾、大慶北部、綏化北部、伊春南部、哈爾濱東部、鶴崗北部、佳木斯西部、牡丹江東北部。

（4）10月16-20日：綏化南部、哈爾濱西部、鶴崗南部、牡丹江西部。

（5）10月20日后：大慶南部、哈爾濱中部、佳木斯東部、雙鴨山、七臺河、雞西、牡丹江東南部。

3 黑龍江省典型霜凍天氣過程診斷

2001年9月21日，黑龍江省的黑河南部、伊春南部、鶴崗、齊齊哈爾、綏化、哈爾濱、佳木斯西部、牡丹江的44 個站點出現(xiàn)霜凍，地表最低溫度在-（1-5）℃，強度強，影響范圍大，南部地區(qū)初霜凍比歷史平均初霜日提前了1-6 d。

3.1 高空天氣形勢

2001年9月20日20時500 hPa（圖1）歐亞中高緯為兩槽一脊型， 西西伯利亞平原和鄂霍茨克海到東北平原為東北西南向的低槽， 貝加爾湖為寬廣的高壓脊， 脊前偏北氣流引導(dǎo)冷空氣影響黑龍江省大部地區(qū)。 與鄂霍茨克海低槽配合的冷中心強度為-32 ℃，冷空氣強度較強。 850 hPa 上（圖2）貝加爾湖以東形成高壓，低槽東移到日本海，黑龍江省處于槽后西北氣流控制，0 ℃線控制全省，-4 ℃溫度線也已達(dá)到中部地區(qū)。

圖1 2001年9月20日20時500 hPa高空圖

圖2 2001年9月20日20時850 hPa高空圖

3.2 地面天氣形勢

地面處于穩(wěn)定少動高壓控制 （圖3），21日05時， 高壓中心強度達(dá)1037.7 hPa， 黑龍江省被1025 hPa 高壓閉合線控制，大部分地區(qū)為2級左右的偏西風(fēng)和西北風(fēng)，地面風(fēng)速較小，天氣晴好，有利于地面輻射降溫，出現(xiàn)霜凍。

圖3 2001年9月21日05時地面圖

3.3 溫度變化

在850 hPa 上黑龍江省大部分地區(qū)受冷平流影響，冷空氣自西北向東南移動，21日02時，南部大部地區(qū)850 hPa 溫度24 h 下降4-8 ℃，降溫明顯；對應(yīng)的地面最低氣溫在-5-0 ℃， 地表最低溫度在-（1-5）℃，出現(xiàn)霜凍。

3.4 前期下墊面狀況

過程前期黑龍江省大部分地區(qū)均無明顯降水出現(xiàn)，20日20時， 哈爾濱站的探空資料相對濕度分析顯示， 整層大氣的相對濕度都小于40%， 低層850 hPa 以下的相對濕度都小于30%，空氣干燥，有利于地表輻射降溫，易于出現(xiàn)霜凍。

4 小結(jié)

（1）黑龍江省初霜凍的時間分布特征為北部初霜凍早，南部初霜凍晚，有明顯的時間梯度，同緯度山區(qū)地帶早于平原地帶。

（2）黑龍江省霜凍天氣發(fā)生的主要原因是高空受較強冷空氣影響， 地面為穩(wěn)定少動的高壓系統(tǒng)控制。

（3）天氣晴好，風(fēng)力較小，濕度小，晴空靜風(fēng)有利于地面的輻射降溫，出現(xiàn)霜凍。