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，系統分析了該縣近50a初、終霜日的氣候變化特征。結果表明：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、終霜日的出現年份最多，出現概率為67%；偏早和特早初霜日、偏晚和特晚霜日出現概率為7%，會對農業生產會造成一定危害。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作物遭受凍害即發生霜凍，初霜凍顯著提早、終霜凍顯著推遲，都會對農作物生長造成嚴重危害。霜凍是西吉縣常見的農業氣象災害，每年都有不同程度的發生，對農業生產影響較大，并會造成一定的經濟損失。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30%～40%成的6111.6hm?，50%～60%的5325.87hm?，70%～80%的2928.87hm?，絕產的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》氣象行業標準[3]和中國科學技術藍皮書第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≤0℃的日期，終霜日定義為前半年最后1次出現≤0℃的日期。根據原始數據，分別按照每年初、終霜日期重建初、終霜日數據序列，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、終霜日波動數值在x±σ之間，初、終霜日為正常波動；若初、終霜日波動數值在x±σ和x±2σ之間，為偏晚或偏早；若初、終霜日波動數值在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），出現在1972年，最晚日序為299（10月26日），出現在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），出現在1992年，最晚日序為143（5月23日），出現在1979年，最早與最晚日序差值為16d。初霜凍發生的最早和最晚日期相差接近2個月，而終霜凍發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。正常初霜日出現年份最多，為39a，出現概率為78%；偏早、晚年份均為5a，出現概率均為10%；特早年份為1a，出現概率為2%。正常終霜日出現28a，出現概率為56%；偏早年份為13a，出現概率為26%；特早年份為8a，出現概率為16%；偏晚年份為1a，出現概率為2%；無特晚年份出現。

表1 近50a西吉縣初、終霜日異常年數

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業產生不利影響，其余對農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%，雖然發生概率較小，可是一旦出現，便會對農業生產造成危害，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

發生日序 差值/d 發生日序 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、終霜日的出現年份最多，出現概率為67%；偏早和特早初霜日、偏晚和特晚霜日出現概率為7%，對農業生產會造成一定危害。

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[EB/OL].（2012-01-19）[2015-08-14].http：//standard.cma.gov.cn/plus/view.php？aid=170.

[4]國家科學技術委員會.中國科學技術藍皮書第5號《氣候》[M].北京：科學技術文獻出版社，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].農業信息與科技，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，主要從事氣象服務工作。