黑龙江省初霜冻分布特征及典型个例分析

张惠君，吴 岩，牛忠清

（1.黑龙江省气象台，黑龙江 哈尔滨 150030；2.黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江 哈尔滨150030）

1 引言

当近地面的温度下降到0 ℃以下时，空气中的水汽在地面物体上凝结成白色的冰晶叫做霜， 亦称白霜。 霜冻是指地面（或叶面）的温度突然下降到农作物生长温度以下时，农作物受冻害的现象。 霜冻按其形成的原因可分为三类：平流霜冻、辐射霜冻、平流-辐射霜冻， 黑龙江出现的霜冻大多是平流-辐射霜冻。

黑龙江省是全国的粮食基地， 松嫩平原和三江平原盛产大豆、小麦、水稻和玉米等大田作物，秋季霜冻出现早晚，对黑龙江省农作物产量有很大影响，特别是9月20日前出现的霜冻，可造成粮食大幅度减产，是主要灾害性天气之一。 因此，是否能够准确预报霜冻的发生时间为农业生产、 防灾减灾提供科学可靠的依据就成为一个极为重要的问题。 本文利用1971-2008年黑龙江省80 个观测站的霜冻资料进行分析，总结出霜冻的分布特征。并且对2001年9月21日出现在黑龙江省的区域性的霜冻天气过程进行分析， 为黑龙江省今后的霜冻天气的预报提供线索和依据。

2 初霜冻的分布特征

2.1 初霜冻的平均日期分布

利用1971-2008年黑龙江省80 个观测站的霜冻资料进行分析， 总结初霜冻的平均出现日期可分为3 个时间段：

（1）9月25日前：大兴安岭、黑河北部和伊春北部。

（2）9月26-30日：齐齐哈尔北部、绥化北部、哈尔滨北部和东部、鹤岗西部、牡丹江北部。

（3）10月1日后：大庆、齐齐哈尔南部、哈尔滨大部、牡丹江南部、鸡西、七台河、双鸭山和佳木斯。

2.2 初霜冻的最早日期分布

1971-2008年黑龙江省初霜冻出现的最早日期分布特征，分为4 个时间段：

（1）9月10日前：大兴安岭、黑河北部、伊春北部和牡丹江的西北部。

（2）9月11-15日：黑河南部、齐齐哈尔北部、绥化北部、伊春南部、鹤岗北部、双鸭山东部、哈尔滨的北部和东部。

（3）9月16-20日：齐齐哈尔中部、大庆、绥化南部、哈尔滨西部和南部、鹤岗南部、佳木斯西部、双鸭山西部、七台河西部、鸡西西部、牡丹江东部。

（4）9月20日之后：齐齐哈尔南部、佳木斯东部、双鸭山南部、七台河东部、鸡西东部、牡丹江东南部。

2.3 初霜冻的最晚日期分布

1971-2008年黑龙江省初霜冻出现的最晚日期分布特征，分为5 个时间段：

（1）9月30日前：大兴安岭地区。

（2）10月1-10日：黑河北部和中部、伊春北部。

（3）10月11-15日：黑河南部、齐齐哈尔、大庆北部、绥化北部、伊春南部、哈尔滨东部、鹤岗北部、佳木斯西部、牡丹江东北部。

（4）10月16-20日：绥化南部、哈尔滨西部、鹤岗南部、牡丹江西部。

（5）10月20日后：大庆南部、哈尔滨中部、佳木斯东部、双鸭山、七台河、鸡西、牡丹江东南部。

3 黑龙江省典型霜冻天气过程诊断

2001年9月21日，黑龙江省的黑河南部、伊春南部、鹤岗、齐齐哈尔、绥化、哈尔滨、佳木斯西部、牡丹江的44 个站点出现霜冻，地表最低温度在-（1-5）℃，强度强，影响范围大，南部地区初霜冻比历史平均初霜日提前了1-6 d。

3.1 高空天气形势

2001年9月20日20时500 hPa（图1）欧亚中高纬为两槽一脊型， 西西伯利亚平原和鄂霍茨克海到东北平原为东北西南向的低槽， 贝加尔湖为宽广的高压脊， 脊前偏北气流引导冷空气影响黑龙江省大部地区。 与鄂霍茨克海低槽配合的冷中心强度为-32 ℃，冷空气强度较强。 850 hPa 上（图2）贝加尔湖以东形成高压，低槽东移到日本海，黑龙江省处于槽后西北气流控制，0 ℃线控制全省，-4 ℃温度线也已达到中部地区。

图1 2001年9月20日20时500 hPa高空图

图2 2001年9月20日20时850 hPa高空图

3.2 地面天气形势

地面处于稳定少动高压控制 （图3），21日05时， 高压中心强度达1037.7 hPa， 黑龙江省被1025 hPa 高压闭合线控制，大部分地区为2级左右的偏西风和西北风，地面风速较小，天气晴好，有利于地面辐射降温，出现霜冻。

图3 2001年9月21日05时地面图

3.3 温度变化

在850 hPa 上黑龙江省大部分地区受冷平流影响，冷空气自西北向东南移动，21日02时，南部大部地区850 hPa 温度24 h 下降4-8 ℃，降温明显；对应的地面最低气温在-5-0 ℃， 地表最低温度在-（1-5）℃，出现霜冻。

3.4 前期下垫面状况

过程前期黑龙江省大部分地区均无明显降水出现，20日20时， 哈尔滨站的探空资料相对湿度分析显示， 整层大气的相对湿度都小于40%， 低层850 hPa 以下的相对湿度都小于30%，空气干燥，有利于地表辐射降温，易于出现霜冻。

4 小结

（1）黑龙江省初霜冻的时间分布特征为北部初霜冻早，南部初霜冻晚，有明显的时间梯度，同纬度山区地带早于平原地带。

（2）黑龙江省霜冻天气发生的主要原因是高空受较强冷空气影响， 地面为稳定少动的高压系统控制。

（3）天气晴好，风力较小，湿度小，晴空静风有利于地面的辐射降温，出现霜冻。