(石河子氣象局,石河子市,832000) 郭金強(qiáng) 王 剛 雷 薇
(新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司,石河子市,832000) 王肖娟
石河子地處天山北麓中段,準(zhǔn)噶爾盆地南緣,南倚天山,東瀕瑪納斯河,是典型的大陸性氣候,光熱資源較豐富,屬于國家重要的棉花和特色林果生產(chǎn)基地。無霜期的長短是制約當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源利用的重要因素。根據(jù)地面氣象觀測規(guī)范規(guī)定[1]:。秋、冬季節(jié)第一次出現(xiàn)的霜稱初霜,春季最后一次出現(xiàn)的霜稱為終霜,終霜日至初霜日之間稱為無霜期。秋季初霜出現(xiàn)早,易對棉花品質(zhì)造成影響,導(dǎo)致棉花減產(chǎn);春季終霜出現(xiàn)的時(shí)間遲,對棉花出苗期易造成災(zāi)害。無霜期的長短直接影響當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源的利用價(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,雖然各種農(nóng)作物對霜的抗御能力有所加強(qiáng),但終霜凍仍會(huì)使春苗遭受凍害而造成毀種或延遲作物生育,而初霜凍常使未成熟作物結(jié)束生育而造成大幅度減產(chǎn)。霜凍是常見的自然災(zāi)害,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)威脅極大,許多學(xué)者[2-5]對不同地區(qū)的霜凍的氣候特征做了大量研究。本文對初、終霜日及無霜期氣候特征、變化進(jìn)行分析,以便為研究當(dāng)?shù)厮獌鰵夂蜃兓㈩A(yù)報(bào)和防御,以及分析利用當(dāng)?shù)責(zé)崃抠Y源提供參考。
資料取自石河子市地面觀測站1960~2017年資料共58a 的觀測資料。根據(jù)地面氣象觀測規(guī)范規(guī)定[1],秋、冬季節(jié)第一次出現(xiàn)的霜稱初霜,春季最后一次出現(xiàn)的霜稱為終霜,終霜日至初霜日之間稱為無霜期。
圖1 石河子市1960~2017年初霜期年變化曲線
圖2 石河子市1960~2017年年終霜期年變化曲線
表1 霜期絕對變率統(tǒng)計(jì)
表2 初、終霜日提前(推遲)頻率表 (單位:%)
圖3 石河子市無霜期年變化曲線
從近58a 來,石河子市逐年初霜期變化曲線圖可以看出,初霜期(圖1)最早出現(xiàn)在9 月7 日,最晚出現(xiàn)在11月1日,平均初霜日出現(xiàn)在10月12日;終霜期(圖2)最早出現(xiàn)在3 月22 日,最晚出現(xiàn)在5 月15日,平均終霜日出現(xiàn)在3月30日;無霜期(圖3)最長無霜期212d,最短無霜期139d。
圖3 表明,石河子市初霜期的線性傾向率約為1.8d/10a,即約以1.8d/10a 的速度推遲,58 年間推遲了10d,在α=0.01 水平下,推遲趨勢顯著;終霜期的線性傾向率約為-0.9d/10a即約以0.9d/10a的速度提前,58 年間提前了5d,但在α=0.05 水平下,提前趨勢不顯著;無霜期的線性傾向率約為2.9d/10a,即約以2.9d/10a 的速度延長,58 年間延長了17d,在α=0.01水平下,延長趨勢極顯著。初霜期推遲和終霜期提前使得無霜期延長,初霜期推遲的作用遠(yuǎn)大于終霜期提前的作用。
由表1 可見,石河子市初霜期的平均絕對變率大于終霜期的絕對變率,表明終霜日較初霜日穩(wěn)定,年際差異相對較??;無霜期平均絕對變率較前兩者大,無霜期穩(wěn)定性較差,年際變化范圍較大,這些差異從均方差值也可以看出。從極差值來看,初霜日55d,終霜日54d,無霜期達(dá)73d,說明無霜期年際差異較大,穩(wěn)定性差,對作物生長較為不利。
對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說,危害最大的是異常早(晚)霜,從表1 中可知,初(終)霜提前(推遲)的概率為39.5%(50%),說明終霜的危害大于初霜。
表2采用5d為一周期,分別統(tǒng)計(jì)初終霜日提前(推遲)頻率??梢钥闯?,初霜日以提早6~10d 頻率最大,為24.1%,平均每5 年一遇,提前1~5d、11~15d、16~20d、21~25d 頻率分別為14.5%、10.3%、3.4%、1.7%,平均每7年、10年、59年一遇;初霜日推遲以1~5d 頻率最大為20.7%,平均每5 年一遇;推遲6~10d、11~15d、16~20d 頻率分別為3.4%、8.6%、3.4%,平均每29年、12年、29年一遇。終霜日提早以1~5d、頻率最大,為22.4%,平均每4 年一遇;提前6~10d、11~15d、16~20d、21~25d頻率分別為19%、5.2%、10.3%、3.4%,平均每5年、19年、10年、29 年一遇。推遲6~10d 頻率最大為13.8%,平均每7 年一遇;推遲1~5d、11~15d、21~25d 頻率分別為6.9%、10.3%、3.4%。
石河子市初霜期最早出現(xiàn)在9 月7 日,最晚出現(xiàn)在11月1日,平均初霜日出現(xiàn)在10月12日;終霜期最早出現(xiàn)在3 月22 日,最晚出現(xiàn)在5 月15 日,平均終霜日出現(xiàn)在3 月30 日;最長無霜期212d,最短無霜期139d,平均無霜期180d。
石河子市初霜期以1.8d/10a 的速度推遲;終霜期以0.9d/10a 的速度提前,無霜期以2.9d/10a 的速度延長;初霜期推遲和終霜期提前使得無霜期延長,初霜期推遲的作用大于終霜期提前的作用。
石河子市終霜日較初霜日穩(wěn)定,年際差異相對較小;無霜期穩(wěn)定性較差,年際變化范圍較大,穩(wěn)定性差,對作物生長較為不利。
初霜日提前頻率以6~10d 最大,推遲頻率以1~5d 最大;終霜日提前以1~5d 頻率最大,推遲頻率以6~10d最大。