何可杰,楊婷婷,雷 雯

(寶雞市氣象局,陜西寶雞 721006)

寶雞市霜凍氣候特征分析

何可杰,楊婷婷,雷 雯

(寶雞市氣象局,陜西寶雞 721006)

利用寶雞市11個縣(區(qū))氣象站1964—2013年觀測資料及低溫凍害災(zāi)害調(diào)查資料,對寶雞市初、終霜凍日和無霜期的時空分布特征進(jìn)行分析,結(jié)果表明：寶雞市平均初霜凍日多在9月中旬至10月上旬,平均終霜凍日多在4月上旬至5月上旬,初霜凍日隨海拔高度的增高而提前,終霜凍日隨海拔高度的增高而推遲。渭河河谷地帶無霜期最長為214d,秦嶺北麓太白山區(qū)最短為150d。寶雞市初霜凍日呈推遲趨勢,線性趨勢率為2.4d/10a,50a約推后了12d；終霜凍日總體呈提前趨勢,線性趨勢率為-1.3d/10a,50a約提前了9d。無霜期以3.7d/10a的線性趨勢率延長,50a約延長了18d。50a間寶雞的氣溫呈顯著上升趨勢,1996年發(fā)生突變,在氣溫發(fā)生突變后,全市平均初霜凍日推遲了11.9d,終霜凍日提前了11.8d,最早初霜凍日推遲了24.9d,最晚終霜凍日提前了24.5d,無霜期范圍向南北部山區(qū)推移擴(kuò)大。

初霜凍；終霜凍；無霜期；氣溫突變

近百年來全球氣候正經(jīng)歷著一次以全球氣候變暖為主要特征的顯著變化。特別是近50年來,我國極端最低溫度和平均最低溫度都趨于增高,尤以北方更為突出,對陜西省氣候分析認(rèn)為,陜西省近十多年來的氣候發(fā)生了明顯的變化[1]?？傮w上是,氣溫升高,降水減少,極端天氣氣候事件明顯增多。在全球氣候變暖的背景下,寶雞氣候也呈現(xiàn)較為明顯變暖趨勢,特別是自20世紀(jì)90年代以來,氣溫顯著升高[2-3]。霜凍作為一個重要的天氣現(xiàn)象也會受到氣候變暖的影響,初、終霜凍的出現(xiàn)日期及無霜期的長度,對合理安排農(nóng)事活動至關(guān)重要,研究他們對氣候變暖的響應(yīng)方式,不但能降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險,而且可以保證農(nóng)作物獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益,在這種明顯增溫和氣溫發(fā)生明顯突變的情況下,對寶雞地區(qū)的初、終霜凍日和無霜期進(jìn)行研究,掌握其變化趨勢,為大田農(nóng)作物種植及經(jīng)濟(jì)林果業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 資料

采用寶雞市11個氣象站1964—2013年的50年逐日最低氣溫資料,以及歷年寶雞地區(qū)低溫凍害調(diào)查資料。按照霜凍定義將秋季第一次日最低氣溫≤0℃的日期定為初霜凍日[4],春季最后一次日最低氣溫≤0℃的日期定為終霜凍日。將全年日期按順序編號生成日期序列,即1,2…,364,365(366)分別表示1月1日,1月2日,…,12月30日,12月31日[5]。由于寶雞市所統(tǒng)計(jì)資料中上年度終霜凍日和本年度初霜凍日均出現(xiàn)在同一年份內(nèi),因此,無霜期=(初霜凍日序號-終霜凍日序號-1)d。

2 初、終霜凍日期和無霜期氣候特征

2.1 初、終霜凍及無霜期的地理分布

由表1可以看出,寶雞市初霜凍日隨海拔高度的增高而提前,終霜凍日隨海拔高度的增高而推遲。寶雞北部高海拔山區(qū)的麟游平均初霜凍日在10月中旬,終霜凍日在4月下旬,無霜期為172d；塬區(qū)的鳳翔平均初霜凍日在10月下旬,終日在4月上中旬,無霜期為197d；川道地區(qū)平均初霜凍日在10月中、下旬,終日在4月上、中旬。全市1964—2013年平均初霜凍日約為10月25日,平均終霜凍日約為4月13日。最早初霜凍日,南北山區(qū)在9月中、下旬就會出現(xiàn),而川塬區(qū)普遍在10月上旬；最晚終霜凍日川塬區(qū)的渭濱區(qū)出現(xiàn)在4月 20日,太白出現(xiàn)在6月22日,相差63d。全市各站無霜期在150～214d之間,塬區(qū)無霜期較山區(qū)長,無霜期隨海拔高度的增加而縮短。無霜期最長的地區(qū)位于渭河川道,分別是渭濱、陳倉和眉縣,達(dá)214d；無霜期最短的地區(qū)在秦嶺北麓的太白,為150d,比在同一緯度的鳳縣偏少39d。各站平均最長無霜期與最短無霜期相差64d,全市平均194.7d。

表1 1961—2013年寶雞市各地初、終霜凍日及無霜期

2.2 初、終霜凍日及無霜期年際變化趨勢

分別將全市各站初、終霜凍日及無霜期進(jìn)行平均,制作寶雞市初、終霜凍日及無霜期年際變化趨勢圖(圖1和圖2)。從圖1可以看出,寶雞全市逐年平均初霜凍日呈波動變化,最早和最晚初霜凍日相差53d,總體呈推遲趨勢,線性趨勢率為2.4d/10a,50a約推后了12d。從圖2可以看出,寶雞全市逐年平均終霜凍日呈波動變化,最早和最晚終霜凍日相差51d,總體呈提前趨勢,線性趨勢率為-1.3d/10a,50a約提前了9d。寶雞初霜凍日明顯推后,終霜凍日明顯提前,使得無霜期也呈明顯的延長趨勢,線性趨勢率為3.7d/10a(圖略),50a約延長了18d。

圖1 寶雞市1964—2013年初霜凍日年際變化特征 (直線為趨勢線)

圖2 寶雞市1964—2013年終霜凍日年際變化特征 (直線為趨勢線)

近50a來,寶雞的氣溫呈顯著上升趨勢[2-3],年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫的線性趨勢率分別為0.24℃/10a、0.28℃/10a、0.30℃/10a,以年平均最低氣溫上升最為顯著。根據(jù)曼-肯德爾(Mann-Kendall)法和信噪比對氣溫變化作突變分析, 1964—2013年,寶雞氣溫在1996年發(fā)生突變,突變后17a的平均值較突變前33a的平均值升高了0.9℃(圖略)。初霜凍日多發(fā)生在秋冬轉(zhuǎn)換季節(jié),最低氣溫升溫顯著,入冬期偏晚,造成初霜凍日期明顯推遲。全市平均春季氣溫為11.5℃,最低出現(xiàn)在1970年為10.1℃,最高出現(xiàn)在2008年為13.5℃。與年平均氣溫變化基本一致,從1997年開始春季氣溫出現(xiàn)明顯上升,導(dǎo)致終霜凍日期明顯提前。

2.3 霜凍的主要影響及危害

寶雞終霜凍出現(xiàn)在4月上、中旬,此時正是小麥拔節(jié)、孕穗關(guān)鍵期,果樹開花、幼果座果期。春季出現(xiàn)的霜凍天氣,使小麥?zhǔn)軆龊?植株不能維持正常的水分平衡,出現(xiàn)干枯發(fā)黃,甚至植株死亡[6-7]。果樹在開花、幼果期遭受凍害,影響產(chǎn)量和品質(zhì),終霜凍對農(nóng)作物的危害往往大于初霜凍的危害。3月下旬—4月中旬期間平均霜凍日數(shù),川道為2.9～3.2d,塬區(qū)為4.4～8.7d,北部的麟游為12.3d；4月上旬是霜凍危害的臨界期,4月上旬平均霜凍日數(shù),川道為0.5～0.7d,塬區(qū)為1.3～2.6d,北部的麟游為3.8d；4月中旬平均霜凍日數(shù),川道為0.3d,塬區(qū)為0.7～1.4d,北部的麟游為2.1d。在寶雞地區(qū)霜凍的危害對山區(qū)的影響往往大于川塬區(qū)。

寶雞地區(qū)每2～3a就有一次霜凍天氣發(fā)生,對農(nóng)作物、果樹、蔬菜等產(chǎn)生較大危害。如2010年4月11—14日受新疆東移冷空氣和高原暖濕氣流共同影響,陜西省全省出現(xiàn)強(qiáng)降溫和雨雪天氣。過程降溫5～9℃,最低溫度-4～4℃,此次霜凍過程對果樹花期造成嚴(yán)重凍害。據(jù)統(tǒng)計(jì),農(nóng)作物成災(zāi)面積30.9萬hm2,絕收面積6.7萬hm2,其中,農(nóng)業(yè)損失約22.4億元；2001年4月9—11日寶雞地區(qū)遭受強(qiáng)冷空氣影響,核桃主產(chǎn)區(qū)日平均氣溫由8日的14.8℃急降至9日的3.6℃,日降溫幅度達(dá)到11.2℃,10—11日持續(xù)低溫,11日早晨地面最低溫度達(dá)-4.9℃,強(qiáng)降溫對正值花期的經(jīng)濟(jì)林果造成嚴(yán)重影響,當(dāng)年多數(shù)經(jīng)濟(jì)林果產(chǎn)量減產(chǎn)4成以上。

3 氣候變暖對初、終霜凍日和無霜期時空分布的影響

3.1 氣溫突變前后最早初霜凍日與最晚終霜凍日變化

從表2可以看出,在氣溫發(fā)生突變前后,各站最早初霜凍日及最晚終霜凍日都發(fā)生了明顯的變化。川塬與山區(qū)初霜凍日均明顯推遲,推遲幅度在7～32d,全市平均推遲24.9d；最晚終霜凍日提前幅度為13～40d,全市平均提前24.5d。

表2 寶雞市氣溫突變前(1964—1996年)、后(1997—2013年)最早、最晚霜凍日

3.2 氣溫突變前后平均初、終霜凍日變化

由表3可知,寶雞各站平均初霜凍日在突變前后相差2～15d,平均終霜凍日突變前后相差5～20d。全市平均初霜凍日氣溫突變前約為10月15日,突變后約為10月27日,推遲了11.9 d；全市平均終霜凍日氣溫突變前約為4月26日,突變后約為4月15日,提前了11.8d。突變前33a平均初霜凍日等值線主要位于川塬區(qū),突變后17a平均初霜凍日等值線明顯向南部高海拔山區(qū)偏移,平均終霜凍日等值線在氣溫突變后明顯向南北山區(qū)偏移,這與寶雞地區(qū)年平均溫度的變化規(guī)律相似。受氣溫突變后平均最低溫度明顯上升的影響,無霜期范圍也向南北部山區(qū)推移擴(kuò)大。

表3 寶雞市氣溫突變前(1964—1996年)、后(1997—2013年)平均初、終霜凍日變化

4 結(jié)論

(1)寶雞市平均初霜凍日多在9月中旬至10月上旬,平均終霜凍日多在4月上旬至5月上旬。無霜期在150～214d之間,且隨海拔高度明顯縮短,渭河河谷地?zé)o霜期最長,為214d；秦嶺北麓太白山區(qū)最短,為150d。

(2)寶雞市初霜凍日呈推遲趨勢,線性趨勢率為2.4d/10a,50a約推后了12d；終霜凍日總體呈提前趨勢,線性趨勢率為-1.3d/10a, 50a約提前了9d。無霜期以3.7d/10a的線性趨勢率延長,50a約延長了18d。

(3)寶雞市氣溫呈顯著上升趨勢,1996年發(fā)生突變,在氣溫發(fā)生突變后,全市平均初霜凍日推遲了11.9d,終霜凍日提前了11.8d,最早初霜凍日推遲了24.9d,最晚終霜凍日提前了24.5d,無霜期范圍向南北部山區(qū)推移擴(kuò)大。

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P468.021

：A

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1006-4354(2015)04-0017-04

2015-01-30

何可杰(1980—),男,陜西寶雞人,學(xué)士,工程師,從事農(nóng)業(yè)氣象工作。

陜西省氣象局科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2015M-26)