石河子市无霜期的气候变化特征分析

（石河子气象局，石河子市，832000） 郭金强 王 刚 雷 薇

（新疆天业（集团）有限公司，石河子市，832000） 王肖娟

石河子地处天山北麓中段，准噶尔盆地南缘，南倚天山，东濒玛纳斯河，是典型的大陆性气候，光热资源较丰富，属于国家重要的棉花和特色林果生产基地。无霜期的长短是制约当地热量资源利用的重要因素。根据地面气象观测规范规定[1]:。秋、冬季节第一次出现的霜称初霜，春季最后一次出现的霜称为终霜，终霜日至初霜日之间称为无霜期。秋季初霜出现早，易对棉花品质造成影响，导致棉花减产；春季终霜出现的时间迟，对棉花出苗期易造成灾害。无霜期的长短直接影响当地热量资源的利用价值。随着科学技术的不断发展，虽然各种农作物对霜的抗御能力有所加强，但终霜冻仍会使春苗遭受冻害而造成毁种或延迟作物生育，而初霜冻常使未成熟作物结束生育而造成大幅度减产。霜冻是常见的自然灾害，对农业生产威胁极大，许多学者[2-5]对不同地区的霜冻的气候特征做了大量研究。本文对初、终霜日及无霜期气候特征、变化进行分析，以便为研究当地霜冻气候变化、预报和防御，以及分析利用当地热量资源提供参考。

1 资料来源

资料取自石河子市地面观测站1960～2017年资料共58a 的观测资料。根据地面气象观测规范规定[1]，秋、冬季节第一次出现的霜称初霜，春季最后一次出现的霜称为终霜，终霜日至初霜日之间称为无霜期。

2 结果与分析

图1 石河子市1960～2017年初霜期年变化曲线

图2 石河子市1960～2017年年终霜期年变化曲线

表1 霜期绝对变率统计

表2 初、终霜日提前(推迟)频率表 (单位:%)

图3 石河子市无霜期年变化曲线

2.1 初、终霜期及无霜期的基本特点

从近58a 来，石河子市逐年初霜期变化曲线图可以看出，初霜期（图1）最早出现在9 月7 日，最晚出现在11月1日，平均初霜日出现在10月12日；终霜期（图2）最早出现在3 月22 日，最晚出现在5 月15日，平均终霜日出现在3月30日；无霜期（图3）最长无霜期212d，最短无霜期139d。

图3 表明，石河子市初霜期的线性倾向率约为1.8d/10a，即约以1.8d/10a 的速度推迟，58 年间推迟了10d，在α=0.01 水平下，推迟趋势显著；终霜期的线性倾向率约为-0.9d/10a即约以0.9d/10a的速度提前，58 年间提前了5d，但在α=0.05 水平下，提前趋势不显著；无霜期的线性倾向率约为2.9d/10a，即约以2.9d/10a 的速度延长，58 年间延长了17d，在α=0.01水平下，延长趋势极显著。初霜期推迟和终霜期提前使得无霜期延长，初霜期推迟的作用远大于终霜期提前的作用。

2.2 初、终霜期及无霜期绝对变率

由表1 可见，石河子市初霜期的平均绝对变率大于终霜期的绝对变率，表明终霜日较初霜日稳定，年际差异相对较小；无霜期平均绝对变率较前两者大，无霜期稳定性较差，年际变化范围较大，这些差异从均方差值也可以看出。从极差值来看，初霜日55d，终霜日54d，无霜期达73d，说明无霜期年际差异较大，稳定性差，对作物生长较为不利。

对农业生产来说，危害最大的是异常早（晚）霜，从表1 中可知，初(终)霜提前（推迟）的概率为39.5%（50%），说明终霜的危害大于初霜。

2.3 初、终霜日气候变化频率

表2采用5d为一周期，分别统计初终霜日提前(推迟)频率。可以看出，初霜日以提早6～10d 频率最大，为24.1%，平均每5 年一遇，提前1～5d、11～15d、16～20d、21～25d 频率分别为14.5%、10.3%、3.4%、1.7%，平均每7年、10年、59年一遇；初霜日推迟以1～5d 频率最大为20.7%，平均每5 年一遇；推迟6～10d、11～15d、16～20d 频率分别为3.4%、8.6%、3.4%，平均每29年、12年、29年一遇。终霜日提早以1～5d、频率最大，为22.4%，平均每4 年一遇；提前6～10d、11～15d、16～20d、21～25d频率分别为19%、5.2%、10.3%、3.4%，平均每5年、19年、10年、29 年一遇。推迟6～10d 频率最大为13.8%，平均每7 年一遇；推迟1～5d、11～15d、21～25d 频率分别为6.9%、10.3%、3.4%。

3 结论与讨论

石河子市初霜期最早出现在9 月7 日，最晚出现在11月1日，平均初霜日出现在10月12日；终霜期最早出现在3 月22 日，最晚出现在5 月15 日，平均终霜日出现在3 月30 日；最长无霜期212d，最短无霜期139d，平均无霜期180d。

石河子市初霜期以1.8d/10a 的速度推迟；终霜期以0.9d/10a 的速度提前，无霜期以2.9d/10a 的速度延长；初霜期推迟和终霜期提前使得无霜期延长，初霜期推迟的作用大于终霜期提前的作用。

石河子市终霜日较初霜日稳定，年际差异相对较小；无霜期稳定性较差，年际变化范围较大，稳定性差，对作物生长较为不利。

初霜日提前频率以6～10d 最大，推迟频率以1～5d 最大；终霜日提前以1～5d 频率最大，推迟频率以6～10d最大。