莫旗地区低温冷害指标及分析

摘 要：低温冷害具有明显的地域性，本文通过研究，发现农作物产量与5-9月的气温相关性最好。根据粮豆作物的综合减产幅度确定适合于莫旗地区的低温冷害年指标。

关键词：低温冷害；指标分析

一、低温冷害指标的建立

1.低温冷害总热量指标。判断作物是否受低温冷害影响，在实际生产和服务中，我们通常用作物生长发育期间温度的变化来进行分析。习惯上采用的是生长季积温和生长季平均温度之和作为判断低温冷害指标。在发生低温冷害的年份，虽然不同作物的受害程度不一致，但是或多或少都会引起减产现象，根据减产的程度，我们对粮豆作物进行综合减产分析，得出低温冷害指标。

2.主要作物延迟型冷害指标。由于莫旗各乡镇经纬度差异不大，因此不考虑用纬度和拔海高度之间的关系进行分析，在实际生产和服务中，我们主要采用作物生长季平均气温之和进行分析。

考虑到莫旗农业转型后主要的农作物由大豆转向玉米，以玉米低温冷害模型为模板，结合莫旗的地理位置和排除干旱、洪涝等其他农业灾害年的减产程度后的农业产量变化情况，对其参数进行本地化调整，以5-9月平均气温为主要参考值建立莫旗一般冷害和严重冷害标准如下列方程表示。

式中ΔT5～9 为冷害指标，即是5—9月平均气温之和的距平值， 为当地5—9月平均气温之和的多年平均值，该标准适合莫旗的延迟性冷害研究。

二、资料与方法

1.资料选取。选取莫旗地区1961-2010年近50年观测资料，利用各年5-9月平均气温之和进行分析。

2.分析方法

（1）距平方法。

（2）信噪比突变性检验。近50年作物生长季月平均气温之和的逐年累积距平曲线会存在波谷及波峰，其波峰及波谷数据是作物生长季月平均气温之和可能发生突变的时候。为了检验这次转折是否达到气候突变标准，利用Yamamoto法计算信噪比，其公式为：

其中xa为前5年滑动平均、xb为后五年平均、Sa为前五年的标准差、Sb为后五年的标准差。结果表明，当信噪比大于1时，认为是温度数据的突变年。

（3）概率分析。保证率一般是指某气象要素值小于或大于某一数值的可靠程度，重现期是某气象要素突破某一极限数值的可能性性，均可归纳为概率分析。5-9月平均气温的低温冷害出现情况与温度保证率全部使用相关分布函数拟合的方式分析，通过对皮尔逊Ⅲ型分布、耿贝尔分布、对数正态分布的优劣进行比较研究，选取业务上较为常用且分析效果较好的皮尔逊Ⅲ型分布进行概率分析，其分布函数为：

（4）短序列订正。莫旗地区区域站的观测只有近四年的完整资料，对于观测资料较少的地方，采用回归法对其进行短序列订正，因为在考察站与基本站距离较近、海拔相差不大、地形基本相似时，回归法简单可行。

设x为莫旗本站，具有N年的气象观测资料，y为莫旗区域站，有n年的气象观测资料，其中n

式中、分别表示本站及区域站n年相同观测日期内的日最低气温累年平均值，、分别表示本站及区域站在n年内的日最低气温的标准差，r表示本站及区域站的n年内的日最低氣温的相关系数。

三、莫旗低温冷害特征分析

1.莫旗近50年变化特征。莫旗1961-2010年平均T5-9为87.2℃，根据冷害年总热量指标分析得出莫旗一般冷害年为-1.7℃，严重冷害年为年-3.1℃。T5-9呈波动上升趋势，倾向率为2.05℃/10a，1996年之前大部分年份为负距平，1996年至今，全部为正距平。最低T5-9为1972年的78℃ ，最高T5-9为2000年的98.0℃，一般冷害年有1966年、1989年、1992年、1993年，严重冷害年有1961年、1962年、1963年、1964年、1965年、1969年、1971年、1972年、1976年、1981年、1983年、1987年， 自1996年后虽有生长季温度虽有波动，但再无冷害发生。

2.年代变化特征。随着全球气候的变暖，近50年用同一平均值已经无法满足要求，可以看出，按年代分析，更能准确的找出低温冷害年。

1961-1970年倾向率为2.61℃/10a，一般冷害年为1964年，严重冷害年为1969年。1971-1980年倾向率为4.51℃/10a，严重冷害年为1972年。1981-1990年倾向率为1.31℃/10a，一般冷害年为1981年、1987年，严重冷害年为1983年。1991-2000年倾向率为8.73℃/10a，一般冷还年为1991年、1995年，严重冷害年为1992年、1993年。2001-2010年倾向率为1.1℃/10a一般冷还年为2005年、2006年、2009年，无严重冷害年。按年代划分，各年代生长季温度均呈波动上升趋势，90年代生长季温度上升最明显，2000年以后生长季温度变化最慢。近50年，发生一般冷害8次，发生严重冷害5次。

3.保证率及重现期分析。根据莫旗地区近50年作物生长季温度，利用皮尔逊Ⅲ型分析方法进行分析，得出莫旗地区作物生长季温度的保证率及重现期如下表所示：

4.低温冷害突变检验。突变检验主要是指长的序列从一种稳定的状态跳跃式的转变成另外一种稳定的状态，主要表现在从一个特性到另外一个特性的急剧的转变现象。莫旗地区低温冷害的突变检验主要是利用Yamamoto法，根据近50年作物生长季平均温度逐年累计距平曲线的波峰和波谷值进行分析突变，利用信噪比进行检验。通过检验可以看出1995年S/N>1，认为有突变发生，1995年作为作物生长季气温突变年。但S/N并未达到2，因此认为莫旗地区并未有强的突变发生。

作者简介：张秀珍（1974-12-1），女，汉，内蒙古莫旗，通化师范学院本科毕业，工程师，综合气象业务。