寶雞市霜凍氣候特征分析

何可杰,楊婷婷,雷 雯

(寶雞市氣象局,陜西寶雞 721006)

寶雞市霜凍氣候特征分析

何可杰,楊婷婷,雷 雯

(寶雞市氣象局,陜西寶雞 721006)

利用寶雞市11個縣(區)氣象站1964—2013年觀測資料及低溫凍害災害調查資料,對寶雞市初、終霜凍日和無霜期的時空分布特征進行分析,結果表明：寶雞市平均初霜凍日多在9月中旬至10月上旬,平均終霜凍日多在4月上旬至5月上旬,初霜凍日隨海拔高度的增高而提前,終霜凍日隨海拔高度的增高而推遲。渭河河谷地帶無霜期最長為214d,秦嶺北麓太白山區最短為150d。寶雞市初霜凍日呈推遲趨勢,線性趨勢率為2.4d/10a,50a約推后了12d；終霜凍日總體呈提前趨勢,線性趨勢率為-1.3d/10a,50a約提前了9d。無霜期以3.7d/10a的線性趨勢率延長,50a約延長了18d。50a間寶雞的氣溫呈顯著上升趨勢,1996年發生突變,在氣溫發生突變后,全市平均初霜凍日推遲了11.9d,終霜凍日提前了11.8d,最早初霜凍日推遲了24.9d,最晚終霜凍日提前了24.5d,無霜期范圍向南北部山區推移擴大。

初霜凍；終霜凍；無霜期；氣溫突變

近百年來全球氣候正經歷著一次以全球氣候變暖為主要特征的顯著變化。特別是近50年來,我國極端最低溫度和平均最低溫度都趨于增高,尤以北方更為突出,對陜西省氣候分析認為,陜西省近十多年來的氣候發生了明顯的變化[1]。總體上是,氣溫升高,降水減少,極端天氣氣候事件明顯增多。在全球氣候變暖的背景下,寶雞氣候也呈現較為明顯變暖趨勢,特別是自20世紀90年代以來,氣溫顯著升高[2-3]。霜凍作為一個重要的天氣現象也會受到氣候變暖的影響,初、終霜凍的出現日期及無霜期的長度,對合理安排農事活動至關重要,研究他們對氣候變暖的響應方式,不但能降低農業生產風險,而且可以保證農作物獲取最佳經濟效益,在這種明顯增溫和氣溫發生明顯突變的情況下,對寶雞地區的初、終霜凍日和無霜期進行研究,掌握其變化趨勢,為大田農作物種植及經濟林果業的發展提供科學依據。

1 資料

采用寶雞市11個氣象站1964—2013年的50年逐日最低氣溫資料,以及歷年寶雞地區低溫凍害調查資料。按照霜凍定義將秋季第一次日最低氣溫≤0℃的日期定為初霜凍日[4],春季最后一次日最低氣溫≤0℃的日期定為終霜凍日。將全年日期按順序編號生成日期序列,即1,2…,364,365(366)分別表示1月1日,1月2日,…,12月30日,12月31日[5]。由于寶雞市所統計資料中上年度終霜凍日和本年度初霜凍日均出現在同一年份內,因此,無霜期=(初霜凍日序號-終霜凍日序號-1)d。

2 初、終霜凍日期和無霜期氣候特征

2.1 初、終霜凍及無霜期的地理分布

由表1可以看出,寶雞市初霜凍日隨海拔高度的增高而提前,終霜凍日隨海拔高度的增高而推遲。寶雞北部高海拔山區的麟游平均初霜凍日在10月中旬,終霜凍日在4月下旬,無霜期為172d；塬區的鳳翔平均初霜凍日在10月下旬,終日在4月上中旬,無霜期為197d；川道地區平均初霜凍日在10月中、下旬,終日在4月上、中旬。全市1964—2013年平均初霜凍日約為10月25日,平均終霜凍日約為4月13日。最早初霜凍日,南北山區在9月中、下旬就會出現,而川塬區普遍在10月上旬；最晚終霜凍日川塬區的渭濱區出現在4月 20日,太白出現在6月22日,相差63d。全市各站無霜期在150～214d之間,塬區無霜期較山區長,無霜期隨海拔高度的增加而縮短。無霜期最長的地區位于渭河川道,分別是渭濱、陳倉和眉縣,達214d；無霜期最短的地區在秦嶺北麓的太白,為150d,比在同一緯度的鳳縣偏少39d。各站平均最長無霜期與最短無霜期相差64d,全市平均194.7d。

表1 1961—2013年寶雞市各地初、終霜凍日及無霜期

2.2 初、終霜凍日及無霜期年際變化趨勢

分別將全市各站初、終霜凍日及無霜期進行平均,制作寶雞市初、終霜凍日及無霜期年際變化趨勢圖(圖1和圖2)。從圖1可以看出,寶雞全市逐年平均初霜凍日呈波動變化,最早和最晚初霜凍日相差53d,總體呈推遲趨勢,線性趨勢率為2.4d/10a,50a約推后了12d。從圖2可以看出,寶雞全市逐年平均終霜凍日呈波動變化,最早和最晚終霜凍日相差51d,總體呈提前趨勢,線性趨勢率為-1.3d/10a,50a約提前了9d。寶雞初霜凍日明顯推后,終霜凍日明顯提前,使得無霜期也呈明顯的延長趨勢,線性趨勢率為3.7d/10a(圖略),50a約延長了18d。

圖1 寶雞市1964—2013年初霜凍日年際變化特征 (直線為趨勢線)

圖2 寶雞市1964—2013年終霜凍日年際變化特征 (直線為趨勢線)

近50a來,寶雞的氣溫呈顯著上升趨勢[2-3],年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫的線性趨勢率分別為0.24℃/10a、0.28℃/10a、0.30℃/10a,以年平均最低氣溫上升最為顯著。根據曼-肯德爾(Mann-Kendall)法和信噪比對氣溫變化作突變分析, 1964—2013年,寶雞氣溫在1996年發生突變,突變后17a的平均值較突變前33a的平均值升高了0.9℃(圖略)。初霜凍日多發生在秋冬轉換季節,最低氣溫升溫顯著,入冬期偏晚,造成初霜凍日期明顯推遲。全市平均春季氣溫為11.5℃,最低出現在1970年為10.1℃,最高出現在2008年為13.5℃。與年平均氣溫變化基本一致,從1997年開始春季氣溫出現明顯上升,導致終霜凍日期明顯提前。

2.3 霜凍的主要影響及危害

寶雞終霜凍出現在4月上、中旬,此時正是小麥拔節、孕穗關鍵期,果樹開花、幼果座果期。春季出現的霜凍天氣,使小麥受凍后,植株不能維持正常的水分平衡,出現干枯發黃,甚至植株死亡[6-7]。果樹在開花、幼果期遭受凍害,影響產量和品質,終霜凍對農作物的危害往往大于初霜凍的危害。3月下旬—4月中旬期間平均霜凍日數,川道為2.9～3.2d,塬區為4.4～8.7d,北部的麟游為12.3d；4月上旬是霜凍危害的臨界期,4月上旬平均霜凍日數,川道為0.5～0.7d,塬區為1.3～2.6d,北部的麟游為3.8d；4月中旬平均霜凍日數,川道為0.3d,塬區為0.7～1.4d,北部的麟游為2.1d。在寶雞地區霜凍的危害對山區的影響往往大于川塬區。

寶雞地區每2～3a就有一次霜凍天氣發生,對農作物、果樹、蔬菜等產生較大危害。如2010年4月11—14日受新疆東移冷空氣和高原暖濕氣流共同影響,陜西省全省出現強降溫和雨雪天氣。過程降溫5～9℃,最低溫度-4～4℃,此次霜凍過程對果樹花期造成嚴重凍害。據統計,農作物成災面積30.9萬hm2,絕收面積6.7萬hm2,其中,農業損失約22.4億元；2001年4月9—11日寶雞地區遭受強冷空氣影響,核桃主產區日平均氣溫由8日的14.8℃急降至9日的3.6℃,日降溫幅度達到11.2℃,10—11日持續低溫,11日早晨地面最低溫度達-4.9℃,強降溫對正值花期的經濟林果造成嚴重影響,當年多數經濟林果產量減產4成以上。

3 氣候變暖對初、終霜凍日和無霜期時空分布的影響

3.1 氣溫突變前后最早初霜凍日與最晚終霜凍日變化

從表2可以看出,在氣溫發生突變前后,各站最早初霜凍日及最晚終霜凍日都發生了明顯的變化。川塬與山區初霜凍日均明顯推遲,推遲幅度在7～32d,全市平均推遲24.9d；最晚終霜凍日提前幅度為13～40d,全市平均提前24.5d。

表2 寶雞市氣溫突變前(1964—1996年)、后(1997—2013年)最早、最晚霜凍日

3.2 氣溫突變前后平均初、終霜凍日變化

由表3可知,寶雞各站平均初霜凍日在突變前后相差2～15d,平均終霜凍日突變前后相差5～20d。全市平均初霜凍日氣溫突變前約為10月15日,突變后約為10月27日,推遲了11.9 d；全市平均終霜凍日氣溫突變前約為4月26日,突變后約為4月15日,提前了11.8d。突變前33a平均初霜凍日等值線主要位于川塬區,突變后17a平均初霜凍日等值線明顯向南部高海拔山區偏移,平均終霜凍日等值線在氣溫突變后明顯向南北山區偏移,這與寶雞地區年平均溫度的變化規律相似。受氣溫突變后平均最低溫度明顯上升的影響,無霜期范圍也向南北部山區推移擴大。

表3 寶雞市氣溫突變前(1964—1996年)、后(1997—2013年)平均初、終霜凍日變化

4 結論

(1)寶雞市平均初霜凍日多在9月中旬至10月上旬,平均終霜凍日多在4月上旬至5月上旬。無霜期在150～214d之間,且隨海拔高度明顯縮短,渭河河谷地無霜期最長,為214d；秦嶺北麓太白山區最短,為150d。

(2)寶雞市初霜凍日呈推遲趨勢,線性趨勢率為2.4d/10a,50a約推后了12d；終霜凍日總體呈提前趨勢,線性趨勢率為-1.3d/10a, 50a約提前了9d。無霜期以3.7d/10a的線性趨勢率延長,50a約延長了18d。

(3)寶雞市氣溫呈顯著上升趨勢,1996年發生突變,在氣溫發生突變后,全市平均初霜凍日推遲了11.9d,終霜凍日提前了11.8d,最早初霜凍日推遲了24.9d,最晚終霜凍日提前了24.5d,無霜期范圍向南北部山區推移擴大。

[1] 高雪嬌,李曉利.近58年陜西省水熱資源變化及其與亞洲環流的相關分析[J].陜西氣象,2013 (5)：1-7.

[2] 王春娟,李建軍,張峰,等.寶雞市近50年氣候變化特征[J].陜西氣象,2012(3)：26-30.

[3] 王春娟,床晨閣.寶雞市近50年水熱資源特征及對農業生產的影響[J].陜西農業科學,2013, 59(6)：77-81.

[4] 張林梅,李建麗,張建.阿勒泰地區霜凍變化特征分析[J].陜西氣象,2014(6)：13-18.

[5] 劉紅霞,黃玲,曹紅麗,等.1961—2010年烏蘇市霜凍氣候特征分析[J].陜西氣象,2013(6)：15-18.

[6] 王炳赟,范廣洲,魏鳴,等.橫斷山脈地區霜凍時空分布變化特征分析[J].高原山地氣象研究, 2014,34(2)：17-21.

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P468.021

：A

何可杰,楊婷婷,雷雯.寶雞市霜凍氣候特征分析[J].陜西氣象,2015(4)：17-20.

1006-4354(2015)04-0017-04

2015-01-30

何可杰(1980—),男,陜西寶雞人,學士,工程師,從事農業氣象工作。

陜西省氣象局科技創新基金項目(2015M-26)