河津市近30年霜冻灾害变化特征分析

崔胜 1 何玮 2

（ 1. 河津市气象局 043300； 2. 山西省沁水县气象局 048200 ）

摘要：本文选取河津市1990~2019年逐日最低气温资料，使用线性倾向估计法对河津市霜冻灾害变化特征进行分析。结果表明：河津市初霜冻日期主要集中出现在10月下旬到11月上旬这段时间，将近是总次数的90%，且初霜冻日呈现出推迟的趋势；终霜冻出现日期主要集中在2月下旬到3月中旬这段时间，将近是总次数的70%，且终霜日期呈现出提前的趋势；河津市平均无霜期整体呈现出增加的趋势，变化倾向率为4.674d/10a，增加趋势较为显著。

关键词：初霜冻 终霜冻 无霜期 河津市

引言

随着全球气候变暖现象不断加剧，各种极端天气气候事件频繁出现，气象灾害出现的频率也呈现出逐年增加的趋势，全国大部分地区仍旧受到低温冷害的影响。霜冻天气主要出现在一年中的温暖时期，当土壤表面和植物表面的温度下降到0℃或者是0℃以下，造成植物出现不同程度的损伤，甚至是死亡的农业气象灾害。随着霜冻灾害造成的危害不断加剧，对霜冻天气进行研究已经引起了越来越多学者的高度关注，并得出了很多有意义的结论。通过对河津市霜冻灾害变化特征进行分析研究，揭示霜冻成因和时间分布特征，并提出了几点霜冻灾害防御措施，以期为全面认识河津市霜冻气候和气候变化特征，为当地农业生产规划、发展特色农业，有效预防霜冻灾害，增强农作物产量和品质提供参考依据。

1、研究资料和方法

本文选取河津市1990~2019年逐日最低气温资料，将春（秋）季日最低气温≤0℃的最后一天（第一天）分别定义为终（初）霜冻日，终、霜冻日之间的间隔日数称之为无霜冻期。利用线性倾向估计法对河津市霜冻灾害变化特征进行分析。

2、霜与霜冻的概述

2.1霜与霜冻的概念

霜属于近地面水汽凝结现象，是水汽在地面和近地面物体上凝集的白色松脆的冰晶，呈现出白色的疏松结构，霜出现的过程中可造成植物受冻或不受冻。霜冻则是由于气温大幅度下降，使得植物遭受伤害。在气象中将秋季最低气温下降到0℃作为霜冻指标，必须同作物是否遭受伤害相关联。通常情况下，将秋季出现的第一次霜称之为“早霜”或“初霜”，而将春季出现的最后一次霜称之为“晚霜”或“终霜”。无霜期则是从终霜到初霜之间的时间间隔，也就是春季最后一次霜至秋季最早一次霜之间的天数。在农业中，无霜期是很重要的热量指标，同农作物生长期之间的关系较为密切，无霜期越长，农作物生长周期则越长。因每年的气候情况有一定差异，初霜和终霜出现的时间有早有晚，每年的无霜期不尽相同。一年中的无霜期时间越长越有利于农作物的生长发育。

2.2霜的成因

在晴朗、微风或相对湿度较大的夜间，靠近地面和作物表面的温度下降到0℃以下，在地面或物体表面附着的水汽凝结成白色松脆的冰晶称之为霜。初霜和终霜的季节性变化特征较为明显，初霜大都在秋末时节出现，而终霜则在春末结束，该阶段冷暖空气交汇较为频繁。秋季大陆性干冷气团强度不断增加且逐渐向南移动，再加上地面辐射冷却等有利的气候条件，使得气温骤降明显，为初霜天气的出现提供了有利条件；终霜则大都伴随着最后一次较强冷空气南下而造成霜冻结束，之后气温开始回升，逐渐进入到了无霜期。

3、河津市霜冻变化特征

3.1初霜冻日时间分布

通过对河津市1990~2019年30年以来逐年初、终霜出现日期进行统计分析，河津市初霜冻日期主要集中出现在10月下旬到11月上旬这段时间，将近是总次数的90%，其中以11月上旬出现的最多，占55.6%，其次是10月下旬出现的最多，占44.4%；最少的是11月中旬和下旬，分别占6.7%、3.3%，初霜冻出现最早日期为10月下旬（1992年10月20日），出现最晚日期为11月下旬（1999年11月27日），两者之间相差38d，平均初霜冻日为11月1日。初霜冻日的变化倾向率为2.78/10a，也就是每10a以2.78d的速度推迟，近30年间共推迟了8.34d。

图1 1990~2020年河津市初霜冻日逐年变化趋势图

3.2终霜冻日时间分布

终霜冻出现日期主要集中在2月下旬到3月中旬这段时间，将近是总次数的70%，其中3月中旬出现次数最多，占50%，其次是3月上旬，占23.3%，最少的则是2月中旬，占20%。终霜冻出现最早日期在12月上旬（1999年12月4日），出现最晚日期在4月中旬（1990年4月14日），两者之间相差132d，平均终霜日为3月16日。终霜日的变化倾向率约为-9.46d/10a，也就是每10a以9.46d的速度提前，近30年间共提前了28.38d。

图2 1990~2020年河津市终霜冻日逐年变化趋势图

3.3无霜期及其变化趋势

1990~2019年河津市平均无霜期整体呈现出增加的趋势，变化倾向率为4.674d/10a，30a共增加了14.0d，增加趋势较为显著。近30年河津市无霜期的平均值为240.4d，其中年无霜期的最大值为304d，出现在1999年，最小值为194d，出现在1990年，无霜期的最大值和最小值之间相差210d，说明河津市无霜期年际变化波动幅度较大。结合趋势图，可以将河津市近30年无霜期划分为三个阶段：1990~1999年河津市无霜期呈现出大幅度增加的趋势，1991~2011年则呈现出波动减少的趋势；从2012年往后则呈现出波动增加的趋势，且没有第一阶段的增加趋势显著。

图3图1 1990~2020年河津市无霜期逐年变化趋势图

4、霜冻灾害的危害及防御

结合河津市历年统计结果表明，终霜冻害要远远高于初霜冻。小麦是河津市的主要粮食作物，每年出现的秋末霜冻会造成小麦地上部分的叶片遭受冻害，针对未经低温锤炼或者播种过早生长旺盛，或播种过冬前生长量不足的麦田，因细胞积累的糖分少，细胞液中的浓度偏低，自身的抗寒能力不足，一旦出现气温骤然下降，极易造成小麦出现冻害。终霜冻对小麦的危害较大，大都出现在立春之后，也就是小麦拔节期，因小麦已经完成了春化阶段和光照阶段的发育，抗寒能力不足，很容易出现冻害。一旦小麦遭受冻害，轻则会造成叶片发黄、干枯、冻伤，重则会将小穗冻伤，甚至是出现株茎冻死，不利于优质高产农作物的形成。

霜冻的防御措施包括有：①灌溉法。首先，在霜冻前一天灌足水，可以提升保温效果；其次，灌水后可以增加土壤水分的导热能力，进而将土壤下层表面的温度传递到表面；最后，灌水后，可增加近地层水汽含量，凝结时会有热量释放。经过调查表明，霜冻出现前灌水可以使地面温度提升1~3℃，最大值为4.1℃，叶面增温0.2~0.7℃，霜冻造成的危害会严重降低。②熏烟驱霜。在晚霜冻灾害来临之前，结合风向、地势、面积设堆，当凌晨气温下降到2℃时开始燃烧柴草等发烟物体，在作物上面形成烟幕，使降温慢，并能增加株间温度。一般熏烟能达到增温0.5℃至2℃的效果。③覆盖法。即用草帘、席子、草灰、尼龙布、作物秸秆、纸张等覆盖，或用土覆盖，可使地面热量不易散失。

参考文献：

[1]项阳,张庆奎,尉传阳.阜阳市霜冻变化特征[J].中国农学通报,2016,32(11):156-160.

[2]张丽娟,高月,赵然.鹤岗地区霜冻变化特征分析[J].黑龙江气象,2018,35(4):11-13.

作者简介：崔胜（1990.03）男，汉族，山西省运城市河津市人，大学本科，助理工程师，从事综合业务工作。