酒泉市霜凍天氣環(huán)流特征

張玉香 于海躍

摘要 本文分析了酒泉市霜凍特征和霜凍的危害，根據(jù)多年的歷史資料，歸納總結(jié)酒泉市霜凍天氣的形成原因。結(jié)果表明，酒泉市霜凍天氣的環(huán)流分型為低槽型、西北氣流型和高壓脊型。分型特征可為今后霜凍的預(yù)報提供依據(jù)，以提高預(yù)報的準(zhǔn)確率，為防災(zāi)減災(zāi)提供更好的服務(wù)。

關(guān)鍵詞 霜凍；環(huán)流特征；甘肅酒泉

中圖分類號 S425 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0213-02

霜凍為地面最低溫度<-2 ℃而引起的農(nóng)作物植株體莖葉傷害或死亡的凍害[1]。酒泉市位于河西走廊西端，地處祁連山脈以北馬鬃山以南[2]，霜凍是酒泉市主要的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害之一，每年造成巨大的經(jīng)濟損失。甘肅河西走廊氣候干燥地區(qū)空氣濕度小，當(dāng)?shù)乇砻孀畹蜏囟认陆档?2 ℃以下時，雖不形成白色的冰晶物，但對農(nóng)作物已造成了凍害，該現(xiàn)象被稱之為“黑霜”。霜凍可分平流霜凍、輻射霜凍和平流輻射霜凍3種類型。根據(jù)酒泉市多年資料分析，強霜凍多屬于平流霜凍。河西地區(qū)在春季、秋季出現(xiàn)的霜凍多屬于混合霜凍（平流+輻射霜凍），輻射霜凍強度一般較輕，而且多以局地性特征為主。

1 酒泉市霜凍特征

霜凍可分為早霜凍和晚霜凍，緯度高、海拔高的地區(qū)早霜凍發(fā)生日期先于緯度低、海拔低的地區(qū)，晚霜凍發(fā)生規(guī)律和結(jié)束日期與早霜凍相反。玉門以東地區(qū)早霜凍出現(xiàn)在9月下旬前期，瓜州、敦煌早霜凍出現(xiàn)在10月上旬中期；敦煌晚霜凍于4月下旬中后期結(jié)束，其他地區(qū)于5月上中旬結(jié)束。

2 霜凍的危害

霜凍發(fā)生時的低溫會使植物細(xì)胞結(jié)冰，進而損傷植物，嚴(yán)重時可致其死亡[3]。一般情況下，晚霜凍對植物的危害大于早霜凍，早霜凍出現(xiàn)得越早，晚霜凍結(jié)束得越遲，對植物的危害就越重。河西地區(qū)早霜凍出現(xiàn)時期正值秋作物灌漿、乳熟和黃熟期，若此時穗粒尚未進入蠟熟階段，則危害會較嚴(yán)重，常導(dǎo)致作物大幅減產(chǎn)。河西地區(qū)晚霜凍結(jié)束時期正值大秋作物幼苗期、經(jīng)濟林果開花授粉坐果期，可導(dǎo)致農(nóng)作物凍傷甚至死亡，造成嚴(yán)重減產(chǎn)[4-5]。

3 霜凍天氣的環(huán)流特征

在環(huán)流形勢上，平流霜凍、輻射霜凍和平流輻射霜凍分別對應(yīng)低槽型、高壓脊型和西北氣流型。河西地區(qū)低槽型霜凍、西北氣流型霜凍、高壓脊型霜凍出現(xiàn)概率分別為26%、53%、21%。低槽型和西北氣流型造成的霜凍強度最強，受高壓脊型環(huán)流影響的霜凍強度最弱。

3.1 低槽型

由圖1～2可知，槽區(qū)位于新疆東部到敦煌之間，高度槽和溫度槽屬同位相環(huán)流，且徑向度較大。500 hPa槽前為正渦度，槽區(qū)為負(fù)渦度。700 hPa環(huán)流形勢場與500 hPa相似。酒泉市地面有弱的降水和大風(fēng)天氣出現(xiàn)。冷中心位于貝加爾湖南側(cè)，烏蘭巴托溫度<-32 ℃。北疆東部至河西走廊位于冷槽底部，東疆地區(qū)至河西西部溫度（包括敦煌、馬鬃山）均<-20 ℃，負(fù)變溫最大區(qū)域位于新疆東部至酒泉以西；700 hPa高空在貝加爾湖南側(cè)有-20 ℃以下的閉合冷中心。

3.2 西北氣流型

由圖3可知，35°～45°N，85°～100°E受西北氣流控制，但該區(qū)域內(nèi)有溫度槽存在。700 hPa環(huán)流形勢場與500 hPa相似，酒泉市處在地面高壓區(qū)內(nèi)，105°E以西屬晴空區(qū)。冷槽在遠(yuǎn)東地區(qū)，但河西走廊上空仍以負(fù)變溫為主，高空風(fēng)速不大，且濕度較小。700 hPa為弱的偏東風(fēng)，濕度很小，河西走廊仍為地面高壓控制，形勢場反映為升壓降溫型，酒泉市地面風(fēng)速較小（圖4）。

3.3 高壓脊型

由圖5可知，高壓脊區(qū)位于35°～55°N，90°～105°E范圍內(nèi)。700 hPa高空環(huán)流與500 hPa形勢場一致，且沒有明顯的冷平流，700、500 hPa高空風(fēng)速較小，700 hPa新疆東部至河西走廊T-Td≥20 ℃，說明低層大氣處于干燥狀況。地面圖上屬變形場控制區(qū)，呈現(xiàn)出緩慢的升溫降壓趨勢，在脊區(qū)內(nèi)均為晴空微風(fēng)區(qū)（圖6）。

4 短期霜凍天氣的預(yù)報著眼點

了解酒泉市霜凍天氣出現(xiàn)的氣候規(guī)律，對預(yù)報早、晚霜凍的強度至關(guān)重要。5月7日以前為晚霜凍最強時段；8—12日多為中等及偏強霜凍的出現(xiàn)時段；13日以后以輕霜凍為主。根據(jù)數(shù)值預(yù)報資料，密切關(guān)注大氣環(huán)流形勢的調(diào)整及演變，準(zhǔn)確把握冷空氣入侵時段、影響地域及強度。高空（500、700 hPa）冷平流與地面系統(tǒng)是一個整體，冷平流越強，地面冷高壓強度就越強，造成的霜凍也就越強。應(yīng)密切關(guān)注300、500 hPa強鋒區(qū)的演變。由于地面系統(tǒng)受高空引導(dǎo)氣流制約，只有準(zhǔn)確把握高空系統(tǒng)的位置變化，才能對地面影響系統(tǒng)作出準(zhǔn)確預(yù)報。由于環(huán)流分型是預(yù)報霜凍強度的重要依據(jù)之一，因而一般預(yù)報短期霜凍的流程要遵循“平流霜凍→平流輻射霜凍→輻射霜凍”的原則[6]。

5 參考文獻

[1] 楊曉玲，郭麗梅，丁文魁.武威市霜凍氣候特征及預(yù)報[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2010，31（4）：612-616.

[2] 于海躍，李紅英，張玉香.酒泉風(fēng)電基地風(fēng)況變化對風(fēng)力發(fā)電的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報，2016，22（1）：92-95.

[3] 雷淑琴，韓世昌，李誠，等.玉門市農(nóng)業(yè)氣候資源特征及氣象災(zāi)害防御分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（22）：199-201.

[4] 靳榮.酒泉市農(nóng)村公共氣象服務(wù)現(xiàn)狀及對策分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2017（21）：228-229.

[5] 李艷麗，王迎春，孫忠富.山西省霜凍災(zāi)害現(xiàn)狀及其防御對策分析[J].中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2006，27（1）：57-59.

[6] 龔建福，高振榮，鄧宏濤.酒泉地區(qū)區(qū)域性短期霜凍預(yù)報的著眼點[J].干旱氣象，1999（4）：10-11.