2000—2019年绥滨县霜的变化特征分析和预报指标研究

白玉兰 徐秀英 郭子冬 刘刚

收稿日期：2024-01-09

作者简介：白玉兰（1976—），女，山东日照人，高级工程师，主要从事中短期天气预报、气象服务。

摘 要：利用绥滨县国家一般站2000—2019年4、5、9、10月的初终霜日期、逐日最低气温、逐日最低气温、逐日最低草面温度等资料进行统计分析，对2020—2021年4、5、9、10月的逐日最低气温、逐日最低草面温度、天气现象等资料进行检验分析，采用概率统计法，以最低气温为指标，分析与研究绥滨县霜的预报指标。结果表明：（1）近20年来，初终霜出现日期整体呈推迟趋势，2010-2019年推迟趋势显著，明显高于平均日期；（2）当天气晴好时，以最低气温≤5.8 ℃为指标，霜预报准确率达到89.6%；（3）当有降水或雾霾等影响降温的天气条件下，以最低气温≤4.9 ℃为指标，霜的预报准确率为87.8%。

关键词：最低气温；最低草面温度；霜；预报指标

中图分类号：S425 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0155-04

霜是指近地面空气中水汽直接凝华在温度低于

0 ℃的地面上，或近地面物体上的白色松脆冰晶[1]。霜通常出现在无云、静风或微风的夜间和清晨。霜冻是指空气温度突然下降，使植物体温降至0 ℃以下而受到损害甚至死亡的农业气象灾害。国内很多学者分析了全国和区域初、终霜日期的时空变化特征［2-7］，发现中国大部分地区的初霜日推迟、终霜日提前，无霜期延长，并且在1980—1990年发生突变。

绥滨县地处黑龙江和松花江夹角地带，地貌属冲积平原，地势平坦，没有高山和丘陵，是农业大县，作物生长期普遍为4月下旬至9月下旬。当出现霜时，作物可能停止生长发育，甚至受到危害死亡。绥滨县农业生产近50余年中，有3年单纯因为早霜而出现歉收。受全球气候变暖的影响，近年来气温不断升高，灾害性天气频发，以往的霜预报指标已无法满足当前的要求。经过对绥滨县国家一般观测站资料的统计分析，绥滨县初、终霜日期集中分布在每年的4、5、9、10月，霜的预报，尤其是5、9月霜的预报对农业生产具有重要的指导意义。

1 绥滨县对农业生产有影响的霜的划定标准及分类

由于近年来绥滨县国家一般观测站取消了对霜的人工观测，加上人工观测霜现象存在明显的人为误差，又因草面接近作物表面，故从2007年有草温观测开始，至2019年均以最低草面温度≤0 ℃作为霜的出现指标，2000—2007年则以霜的观测记录作为霜出现的指标。

2 资料来源与研究方法

选取绥滨县国家一般观测站2000—2019年4、5、9、10月最低气温、最低草面温度、初终霜日期资料，对资料进行处理生成初、终霜日期和最低气温、最低草面温度资料序列见表1。秉承宁空勿漏的原则，运用概率统计法，对2000—2019年的资料进行统计分析，将最低草面温度达到标准临界点时所对应的最低气温作为统计资料序列，取历年霜的初终日期、最低草面温度达到标准临界点时，所对应的最低气温的最高值作为霜的预报指标；或者排除离散点（单独分析），取历年最低草面温度达到标准临界点时所对应的最低气温的最高值作为霜的预报指标。

3 结果与分析

绥滨县初霜主要出现在每年9、10月。出现在9月的初霜日占65%，其中，以9月下旬居多占77%。终霜主要分布在每年的4、5月，出现在5月的终霜占75%，其中，5月上旬居多占73%，5月中旬次之占20%见表1，对农业生产的影响较大。

3.1 2000—2019年初霜日的统计分析

从表1可以看出，绥滨县20年间出现初霜日期的最低气温均在5.8 ℃以下，故最低气温在5.8 ℃以下，绥滨县就要考虑预报霜或者排除离散点（5.8 ℃和4.3 ℃），

当最低气温低于3.6 ℃时，剩余18年全部出现霜。从初霜出现时间随年份的变化时序图见图1a，近20年绥滨县平均初霜日期为9月28日，最早初霜日为9月12日，最晚初霜日为10月30日，分别出现在2006年和2005年，初霜出现日期整体上呈推迟趋势，并从2010年以后推迟趋势显著，明显高于平均日期。

3.2 2000—2019年终霜日的统计分析

从终霜日出现时间随年份的变化时序图见图1b可以看出，近20年绥滨县平均终霜日期为5月4日，最早终霜日为4月21日，最晚终霜日为5月26日，分别出现在2003和2015年，初霜出现日期整体上呈推迟趋势，并从2010年以后推迟趋势显著，明显高于平均日期。

为统一霜的预报指标，按照初霜的资料分析结果，以最低气温≤5.8 ℃作为预报指标，从表1可以看出，有19年满足预报指标要求，有1年最低气温6.1 ℃，

接近5.8 ℃，准确率达95%；按照初霜资料分析结果，以最低气温≤3.6 ℃作为预报指标，有13年满足预报指标要求，预报准确率为65%，有7年最低气温均高于3.6 ℃，在这7年中有5年出现在5月中旬，1年出现在5月上旬，1年出现在5月下旬，出现终霜的最低气温最高极限值为6.1 ℃。

3.3 离散点分析

在表1中，初霜分析排除了2个离散点，即最低气温5.8 ℃（2008年9月25日）和4.3 ℃（2007年9月23日）

时轻霜的预报指标为最低气温≤3.6 ℃。

分析绥滨县2008年9月最低气温、最低地面温度和最低草面温度可知，9月23日气温开始下降，由于前一日最低气温较高为11.3 ℃，23日最低气温5.2 ℃，没有达到指标；24日最低气温降至2.8 ℃，达到气温预报指标，最低地面温度-0.5 ℃，但由于24日凌晨风力较大，3级风，相对湿度也较小，在50%～60%之间，故最低草面温度没有达到初霜标准，最低草面温度

0.2 ℃，但地面最低温度达到0 ℃以下，因此2008年初霜记录应按9月24日进行统计，满足最低气温≤3.6 ℃

预报霜指标。

分析绥滨县2007年9月最低气温、最低地面温度及最低草面温度可知，9月22日气温开始下降，由于前一日最低气温较高，为11.4 ℃，持续2 d降温，23日达到霜标准，第二天气温明显回升。

在表1中出现终霜日期的最低气温高于3.6 ℃的

7 d中，除2011年和2019年外，均是气温下降前最低气温为9～12 ℃，气温下降过程在2～3 d之间，达到轻霜后翌日气温明显回升。

分析绥滨县国家一般站2011和2019年天气现象发现，这2年均是霜前期气温持续较低，虽然降温幅度很小，但降温前、后均出现降水天气。

4 检验分析

利用绥滨县国家一般站2020—2021年4、5、9、10月的最低气温、最低草面温度、有无降水、雾霾天气现象等资料进行统计（表略），分别以最低气温≤3.6 ℃和最低气温≤5.8 ℃为指标，统计检验预报最低草面温度≤0 ℃的准确率、空报率和漏报率见表2、表3。选取表2、表3中漏报率最低的作为绥滨县霜的预报

指标。

4.1 以最低气温≤5.8 ℃为预报指标检验分析

当以最低气温≤5.8 ℃为预报指标，预报最低草面温度≤0 ℃时，除2020年5月的漏报率为25%（远远低于以最低气温≤3.6 ℃为预报指标预报最低草面温度≤0 ℃时的漏报率80%）外，其余月份漏报率均为0，且准确率全部高于50%，准确率高于80%的有5个月。2020年、2021年的5月和2021年的9月空报率较高，故准确率较低，但准确率仍远远高于以最低气温≤

3.6 ℃为指标时预报最低草面温度≤0 ℃时的准确率。

统计绥滨县国家一般站天气现象可知，以最低气温≤5.8 ℃为指标，预报最低草面温度≤0 ℃时，在18次空报中，有12次当天或前一天有降水或雾霾现象发生；其余6次中有5次凌晨平均风力在3级以上，1次虽然降温幅度较大，但前期最低气温较高，前48 h最低气温为14.2 ℃。

4.2 不同天气条件下预报指标检验分析

当天气晴好，没有降水、雾霾等影响降温因子的条件表略，以最低气温≤3.6 ℃作为预报指标，在20次漏报中，有17次天气晴好，没有降水或雾霾等影响降温的天气现象出现，有2次前期气温较低，有冷空气不断波动，有1次夜间出现大雾天气但最低气温为

3.7 ℃；以最低气温≤5.8 ℃为指标，霜的预报准确率为89.6%（表4），故绥滨县晴好天气霜的预报指标定为：最低气温≤5.8 ℃，当凌晨风力在3～4级时，考虑局部轻霜；当5.8 ℃≤最低气温≤7.1 ℃时，如果降温幅度很大，降温前有降水，降水后夜间天气晴朗微风，可以适当考虑局部轻霜。

当有降水、雾霾等天气现象出现时表略，共出现霜37次，排除1个离散点（5.7 ℃），出现霜时，日最低气温的最高界限值为4.9 ℃。以最低气温≤3.6 ℃作为预报指标，预报最低草面温度≤0 ℃时，空报率≤5%，其中，在8个月资料统计中，有6个月空报率为0%；以最低气温≤4.9 ℃为指标，霜的预报准确率为87.8%见表5，故有降水或雾霾等影响降温的天气因子下，霜预报指标定为最低气温≤4.9 ℃，但当凌晨风力在3级以上时，考虑局部轻霜；当4.9 ℃≤最低气温≤5.8 ℃时可以考虑局部轻霜。

5 结论

（1）绥滨县2000—2019年初终霜出现日期整体上呈推迟趋势，2010—2019年推迟趋势显著，明显高于平均日期。

（2）当天气晴好，没有降水、雾霾等影响降温的条件下，霜的预报指标为最低气温≤5.8 ℃，当凌晨风力为3～4级时，考虑局部轻霜；当5.8 ℃≤最低气温≤

7.1 ℃时，如果降温幅度很大，降温前有降水，降水后夜间天气晴朗微风，可以适当考虑局部轻霜。

（3）当有降水或雾霾等影响降温的天气下，霜预报指标定为最低气温≤4.9 ℃，但当凌晨风力在3级以上时，考虑局部轻霜；当4.9 ℃≤最低气温≤5.8 ℃时可以考虑局部轻霜。

参考文献

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