西吉县初终霜日气候特征分析

王亚婷++陈迪++孙俊

摘 要：利用1966—2015年西吉县国家基本气象站初、终霜日（最低地温≤0℃）观测资料，系统分析了该县近50a初、终霜日的气候变化特征。结果表明：近50a西吉县初霜日总体呈推迟趋势，终霜日呈提早趋势，无霜期增加。初、终霜日存在一定的异常性，正常初、终霜日的出现年份最多，出现概率为67%；偏早和特早初霜日、偏晚和特晚霜日出现概率为7%，会对农业生产会造成一定危害。初霜日的年际（代）波动大于终霜日的年际（代）波动。

关键词：初霜日；终霜日；气候特征

中图分类号：P423.4 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170333201

引言

霜是水汽在地面上和近地面物体上凝华而成的白色松脆的冰晶[1]。此时地面温度降低到足以使某种农作物遭受冻害即发生霜冻，初霜冻显著提早、终霜冻显著推迟，都会对农作物生长造成严重危害。霜冻是西吉县常见的农业气象灾害，每年都有不同程度的发生，对农业生产影响较大，并会造成一定的经济损失。1972年，9月1—3日，受强冷空气影响，西吉县最低气温降到4～-2℃，全县秋田作物遭受严重冻害，受冻面积近2.67万hm?，占播种面积的60.4%，其中减产30%～40%成的6111.6hm?，50%～60%的5325.87hm?，70%～80%的2928.87hm?，绝产的8164.93hm?[2]。2008—2015年8年间，西吉县共有6年遭受7次霜冻灾害，累计造成直接经济损失11000余万元。

1 资料、指标和方法

选取1966—2015年西吉国家基本气象站的实测地面最低温度，资料均来自西吉县气象局。

参考《作物霜冻等级》气象行业标准[3]和中国科学技术蓝皮书第5号《气候》[4]，把地面最低温度≤0℃作为霜冻标准，初霜日定义为后半年首次出现≤0℃的日期，终霜日定义为前半年最后1次出现≤0℃的日期。根据原始数据，分别按照每年初、终霜日期重建初、终霜日数据序列，用公历日定义日期，即将1月1日的日序定义为1，1月2日的日序定义为2，1月3日的日序定义为3，以此类推，如：2000年终霜日为4月30日，则该年终霜日序为121，2014年初霜日为10月11日，则该年初霜日序为284。

运用平均值x和均方差σ判断指标对初、终霜日的异常性进行判别，若初、终霜日波动数值在x±σ之间，初、终霜日为正常波动；若初、终霜日波动数值在x±σ和x±2σ之间，为偏晚或偏早；若初、终霜日波动数值在x±2σ之外，为特晚或特早。

绘制了近50a初、终霜日变化图，分析初、终霜日变化趋势，并对其变化特征进行研究。

2 初、终霜日变化特征

2.1 初、终霜日年际变化特征

对近50a西吉县初、终霜日进行分析，该地平均初霜日序为279（10月6日），最早日序为247（9月3日），出现在1972年，最晚日序为299（10月26日），出现在1983年，最早与最晚日序差值为52d；平均终霜日序为127（5月7日），最早日序为107（4月16日），出现在1992年，最晚日序为143（5月23日），出现在1979年，最早与最晚日序差值为16d。初霜冻发生的最早和最晚日期相差接近2个月，而终霜冻发生的最早和最晚日期相差仅14d时间，这表明近50a西吉县初霜日年际变化远大于终霜日。

如图1所示，从初、终霜日的变化趋势可以看出，近50a西吉县初霜日呈推迟趋势，气候趋势倾向率为1.049d/10a，近50a初霜日共推迟了5.245d；终霜日呈提早趋势，气候趋势倾向率为0.114d/10a，近50a终霜日共提早了0.57d。随着初霜日的推迟和终霜日的提早，无霜期随之增加，这与近50a西吉县气候变化趋势相吻合[5]。

图1 近50a西吉县初、终霜日变化趋势

2.2 不同等级初、终霜日变化特征

分析表明，西吉县初、终霜日的异常性相对一致。正常初霜日出现年份最多，为39a，出现概率为78%；偏早、晚年份均为5a，出现概率均为10%；特早年份为1a，出现概率为2%。正常终霜日出现28a，出现概率为56%；偏早年份为13a，出现概率为26%；特早年份为8a，出现概率为16%；偏晚年份为1a，出现概率为2%；无特晚年份出现。

表1 近50a西吉县初、终霜日异常年数

地名 初霜日 终霜日

特早 偏早 正常 偏晚 特晚 特早 偏早 正常 偏晚 特晚

西吉县 1 5 39 5 0 8 13 28 1 0

由于只有偏早和特早的初霜冻及偏晚和特晚的终霜冻才会对农业产生不利影响，其余对农作物的生长影响较小，由上述分析可知，西吉县偏早和特早的初霜日的概率为12%，偏晚和特晚的终霜日的概率为2%，虽然发生概率较小，可是一旦出现，便会对农业生产造成危害，如引言中提到的1972年霜冻灾害。

2.3 不同年代初、终霜日变化特征

表2给出了西吉县各年代霜冻发生的平均日序及其与多年平均值的差。对于初霜日来说，正（负）值表示该年代霜冻来得晚（早）；对终霜日，正（负）值表示该年代霜冻结束晚（早）。与50a平均情况相比，西吉县20世纪60、70年代平均初霜日提早3～5d，平均终霜日接近常年并推迟0～3d；80年代初霜日较常年推后5d，而终霜日较常年提早3d；90年代初霜日较常年推后而终霜日较常年提早；进入21世纪，初霜日与常年持平，00年代终霜日与常年持平，2011—2015年终霜日与常年相比推迟3d。近50a初霜日的年代波动为10d，终霜日的年代波动为6d。初霜日的年代波动亦大于终霜日的年代波动。

表2 西吉县各年代平均初、终霜日及其与多年平均初、终霜日差值

初霜日 终霜日

發生日序 差值/d 发生日序 差值/d

60年代 275（10月1日） -5 127（5月7日） 0

70年代 277（10月3日） -3 130（5月10日） 3

80年代 285（10月11日） 5 124（5月4日） -3

90年代 276（10月2日） -4 124（5月4日） -3

00年代 280（10月6日） 0 127（5月7日） 0

2011-2015年 280（10月6日） 0 130（5月10日） 3

注：00年代指2001-2010年。

3 结论

近50a西吉县平均初霜日序为279（10月6日），最早与最晚日序差值为52d；平均终霜日序为127（5月7日），最早与最晚日序差值为16d。

在时间变化上，近50a西吉县初霜日总体呈推迟趋势，终霜日总体呈提早趋势，初霜日推迟的幅度大于终霜日提早的幅度。

初、终霜日存在一定的异常性，正常初、终霜日的出现年份最多，出现概率为67%；偏早和特早初霜日、偏晚和特晚霜日出现概率为7%，对农业生产会造成一定危害。

初霜日的年际（代）波动大于终霜日的年际（代）波动。

参考文献

[1]中国气象局.地面综合气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003：21.

[2]夏普明，尚永生，杨涛，等.中国气象灾害大典·宁夏卷[M].北京：气象出版社，2007：221.

[3]中国标准化气象信息网[EB/OL].（2012-01-19）[2015-08-14].http：//standard.cma.gov.cn/plus/view.php？aid=170.

[4]国家科学技术委员会.中国科学技术蓝皮书第5号《气候》[M].北京：科学技术文献出版社，1990.

[5]王亚婷，马强，李红霞，等.近50年西吉县气温和降水变化趋势分析[J].农业信息与科技，2016（16）：49-50.

作者简介：王亚婷（1989-），女，汉族，理学学士，地面综合气象观测助理工程师，主要从事气象服务工作。