2022年河套平原終霜凍過程分析及防災措施

黃元媛

（巴彥淖爾市氣象局，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

0 引言

河套平原是指黃河“幾”字彎和其周邊流域，由賀蘭山以東的銀川平原，內蒙古狼山、大青山以南的后套平原和土默川平原組成。內蒙古自治區巴彥淖爾市位于黃河“幾”字彎頂部，陰山山脈橫貫東西，其南部即為后套平原，又被稱為河套平原。河套平原有優質耕地超73.33萬hm2，是亞洲最大的一首制自流灌區，是全國水土條件最好的3個糧食主產區之一，是國家重要的商品糧油生產基地和綠色食品原料基地，素有“天下黃河、唯富一套”的美譽。河套平原春秋季冷空氣活動頻繁，氣溫變化劇烈，因此，霜凍災害對河套平原農業生產影響較大。

通常，將秋季第一次出現日最低氣溫≤2 ℃的日期稱為初霜凍，將次年春季最后一次出現日最低氣溫≤2 ℃的日期稱為終霜凍。河套地區的霜凍災害引起了許多專家、學者的關注［1-3］。例如，仇巧玲［4］分析河套地區初、終霜日變化得出，河套地區初霜凍日期推后，終霜凍日期提前，無霜期逐步延長，霜凍災害呈逐年減少趨勢。李建軍等［5］對河套地區霜凍發生頻率進行分析得出，霜凍災害發生頻率與地區經緯度、海拔呈正相關，終霜凍危害頻率大的區域為陰山南麓山腳下。筆者通過對2022年河套平原終霜凍的發生原因及預報著眼點進行分析，并給出終霜凍災害的一些防御建議，以此為河套平原終霜凍預報及防災減災提供參考。

1 天氣實況

2022年5月13日、14日清晨，河套平原大部地區出現霜凍，烏拉特前旗南部出現輕霜凍，最低氣溫-3.4～6.2 ℃，地面最低溫度-4.6～0.2 ℃。此次終霜凍天氣過程較常年偏晚16 d，對農業生產造成較大影響。據初步統計，此次霜凍災害導致巴彥淖爾市臨河區、磴口縣部分鄉鎮番茄受災，杭錦后旗、烏拉特后旗部分果樹受災減產，烏拉特前旗、烏拉特后旗南部、五原縣部分鄉鎮農作物受災，受災面積達4 670.99 hm2。

2 環流形勢分析

2.1 高空環流形勢分析

5月上旬，500 hPa環流形勢歐亞中高緯度地區呈緯向型環流。5月10日開始，烏拉爾山高壓脊發展，脊前高空槽加深，在貝加爾湖東部形成冷渦，引導強冷空氣南下，導致溫度梯度加大、鋒區加強。由圖1可知，5月13日08:00，500 hPa歐亞中高緯度為“兩低一高”型，高壓脊位于新疆維吾爾自治區北部，同時貝加爾湖冷渦東移至東北，形成東北冷渦，冷中心強度達-36 ℃，河套平原處于渦后脊前西北氣流控制，溫度場在-28～-24 ℃線控制；700 hPa為偏北氣流，溫度場在-8～-4 ℃線控制，高度場與溫度場夾角接近90°，有強冷平流，850 hPa在河套平原存在冷中心，中心強度為4 ℃，因此整層的冷空氣有利于地面降溫。5月14日08:00，500 hPa系統減弱，東北冷渦減弱為高空槽東移，河套平原處于槽后脊前偏西氣流控制，700、850 hPa冷平流較弱，因此考慮14日最低氣溫較13日略高。

圖1 5月13日08:00 500 hPa與700 hPa高度場

2.2 地面形勢分析

地面圖上，冷空氣移動路徑為西北路徑，5月12日08:00冷高壓中心位于貝加爾湖西部，中心強度達1 037.5 hPa；20:00冷高壓向北移動至內蒙古自治區西部；13日02:00—05:00冷高壓強度維持在1 035.0～1 037.5 hPa，冷高壓外圍向西北方向伸展，河套平原受高壓前部1 020.0～1 025.0 hPa控制；13日08:00冷高壓向北移動，河套平原受高壓前部1 022.5～1 025.0 hPa控制。因此，地面氣溫從12日夜間開始下降，13日08:00最低，從地面自動站監測到大部地區最低氣溫為-3.4～4.0 ℃。14日08:00冷高壓減弱至1 030 hPa，河套平原受高壓前部1 020.0～1 022.5 hPa控制，因此，14日當 地最低氣溫較13日高，從地面自動站監測到大部地區最低氣溫為-1.4～9.4 ℃。

3 智能網格預報應用與檢驗

近年來，智能網格預報產品投入應用，為災害性天氣預報預警及重大活動氣象服務提供了重要支撐。當前，該產品可提供24 h內逐小時預報，2～10 d內逐3 h預報，空間分辨率達5 km。此研究就5月12日23:00至13日08:00臨河逐小時智能網格預報與實況進行對比檢驗。由表1和圖2可知，12日23:00臨河最低氣溫7.6 ℃，智能網格預報7.0 ℃，預報誤差在1.0 ℃以內；13日00:00—03:00，臨河最低氣溫分別為5.1、3.9、2.9、3.0 ℃，智能網格預報分別為5.0、4.0、3.0、3.0 ℃，預報誤差僅有0.1 ℃，且03:00預報與實況一致；04:00智能網格預報比實況略偏低，05:00—08:00智能網格預 報比實況偏高0.2～2.8 ℃。12日23:00至13日00:00智能網格預報風速比實況偏高0.2～0.6 m/s，13日01:00—08:00智能網格預報風速比實況偏低0.3～3.3 m/s。整體來看，智能網格預報結果接近實況，對預報員開展精細化預報服務及決策氣象服務起到了很好的指導作用。

圖2 5月12日23:00至13日08:00臨河智能網格客觀精細化逐小時預報

表1 5月12日23:00至13日08:00臨河逐小時智能網格預報與實況最低氣溫及風速值

4 終霜凍災害防御措施

在5月13—14日霜凍天氣過程中，氣象部門精準預報、精細服務，最大限度地挽回了農業經濟損失。據初步了解，霜凍影響區域大部分農戶均采取了灌水、熏煙、噴施葉面肥等防霜凍措施，農作物基本未受損或受損程度較輕，少部分未采取措施的農田受損程度高或絕收。例如，杭錦后旗蒙海鎮西渠口村部分農戶因未采取防霜凍措施，導致24.87 hm2葫蘆苗受凍嚴重或死亡；烏拉特前旗大佘太鎮及時組織菜農采取熏煙防霜凍措施，全鎮100.00 hm2瓜果蔬菜苗均未受損。此外，根據預報信息，巴彥淖爾市多地暫緩移苗或播種0.42萬hm2，也有效減少了霜凍災害損失。現就具體成功做法進行分析總結，為今后開展霜凍天氣氣象服務提供參考。

4.1 提前7 d精準預報，為做好防霜工作贏得提前量

5月中旬出現霜凍天氣對河套地區農作物幼苗危害較大，會對地區糧食安全產生較大影響。巴彥淖爾市氣象局提前7 d開始密切跟蹤天氣形勢演變，按照“ 731-631-137 ”（巴彥淖爾市氣象局制定的重大天氣過程精細化預報服務流程）全流程服務模式，于5月6日在全市天氣會商時提醒各旗（縣）關注13日、14日清晨霜凍或輕霜凍天氣，提前發布相關預報預警信息。5月7日上午，巴彥淖爾市氣象局向市政府及農牧業局報送了《霜凍天氣信息專報》1期，明確指出河套地區氣溫將下降至0 ℃左右，并給出了災害防御對策：①在霜凍來臨前暫緩移苗；②霜凍來臨前的夜晚，在保護地段的上風向位置點燃雜草、樹葉等使煙幕籠罩整個防護地段，減少地面輻射降溫，提高近地層空氣溫度，達到防霜目的；③用塑料薄膜或葦草覆蓋剛出苗的幼苗，隔絕幼苗與外界空氣的接觸，達到防御霜凍目的；④在霜凍來臨前給農田進行澆水，通過水溫保護幼苗，減輕凍害；⑤在霜凍來臨前給農作物噴施葉面肥，增加農作物抗逆性，減輕或避免霜凍危害。

4.2 周密部署、科學研判，強化政府決策參謀作用

5月10日上午早間會商結束后，巴彥淖爾市氣象局針對此次霜凍天氣服務工作進行安排部署，要求巴彥淖爾市氣象局及各旗（縣）氣象局高度重視，主要領導要堅守一線、靠前指揮，密切監視天氣變化，第一時間向地方政府匯報情況，全力組織做好防霜各項服務工作。5月10日下午，巴彥淖爾市氣象臺發布《霜凍重要天氣信息》，并通過發送手機短信、電子郵件、微信等方式向市委，市政府領導及相關部門報告最新天氣情況及預防決策建議。各旗（縣）氣象局相繼向當地政府及有關部門發布霜凍天氣信息。

4.3 部門聯動及時高效，形成防霜減災工作合力

5月10日下午，巴彥淖爾市氣象局、國家農業氣象試驗站與巴彥淖爾市農牧業局召開聯合會商會，雙方就近期天氣對農業的影響進行了研討，認為此次霜凍天氣主要對玉米、大豆、蔬菜、瓜果等作物產生影響，并聯合發布了《霜凍天氣專題預報》。

4.4 全媒體廣泛傳播，霜凍信息直達“最后一公里”

為確保天氣預報預警信息能及時送達農民手中，氣象部門通過手機短信、官方微博、微信公眾號等多種渠道傳播相關信息。巴彥淖爾市電視臺、巴彥淖爾市廣播電臺、巴彥淖爾市日報、巴彥淖爾晚報等媒體對此次天氣過程進行全程跟蹤報道，并通過“掌上巴彥淖爾”“河套微傳媒”等新媒體實時發布預報預警氣象信息，提升氣象信息服務覆蓋率，確保霜凍信息直達“最后一公里”。

4.5 跟蹤監測精細服務，助力防霜工作科學有效

精準預報、精細服務是氣象部門做好防災減災工作的基礎。為做好此次霜凍天氣的氣象服務工作，5月10—14日市、旗（縣）氣象部門加密天氣會商，跟蹤天氣形勢演變，滾動發布精細化預報信息。12日夜間至13日清晨、13日夜間至14日清晨，氣象部門工作人員通宵值班，緊盯氣象監測站氣溫、風速變化，通過微信、短信、電話等逐小時向各相關部門、新聞媒體、社會公眾發布天氣實況，對農業種植大戶開展直通式氣象服務，提出針對性的防御建議。在此期間，巴彥淖爾市氣象局發布《重要天氣信息》3期、《霜凍藍色預警信號》1期、《農牧業氣象災害風險預警》1期、《霜凍天氣逐小時精細化專題預報產品》3期、《霜凍天氣實況通報》16期。

4.6 聯合開展災情調查，指導農戶進行災后補救

霜凍天氣過程結束后，市、旗（縣）兩級氣象部門立即與應急、農牧等部門聯合開展災情調查，制作了《13日清晨我市大部地區出現霜凍，預計明后兩天我市仍有霜凍或輕霜凍》《巴彥淖爾市氣象局關于5月13日至14日霜凍災害天氣應對情況的報告》《立夏以來氣溫偏低，套區終霜凍偏晚16天》3期決策服務產品，為政府災后救助提供科學的決策依據。農業氣象專家深入田間地頭，向當地農民詳細了解受災作物品種、播種時間、田間管理等情況，根據農作物受損情況指導農民開展災后補救工作。

5 結論

筆者通過對2022年河套平原終霜凍過程進行分析，得出以下結論。

①霜凍天氣出現前，500 hPa有一次大尺度環流形勢調整，經向度開始加大，500 hPa高度場由緯向型轉為經向型，烏拉爾山高壓脊發展，西西伯利亞槽加深，在貝加爾湖形成冷渦，受渦后脊前的強冷平流影響，河套平原出現大范圍霜凍。

②河套平原這次大范圍霜凍是由平流降溫與輻射降溫共同作用造成的。700、850 hPa溫度場與高度場夾角達90°，高空冷平流較強，同時地面受冷高壓前部控制，天空晴朗微風，輻射降溫明顯。

③智能網格預報結果和實況十分接近，對預報員及決策氣象服務起到了很好的指導作用。

④氣象部門精準預報、精細服務，最大限度地挽回了農業經濟損失；對作物幼苗采取煙熏、澆水、噴施葉面肥等保溫防凍措施，可減輕或避免霜凍危害。