石河子市無霜期的氣候變化特征分析

（石河子氣象局，石河子市，832000） 郭金強 王 剛 雷 薇

（新疆天業（集團）有限公司，石河子市，832000） 王肖娟

石河子地處天山北麓中段，準噶爾盆地南緣，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基地。無霜期的長短是制約當地熱量資源利用的重要因素。根據地面氣象觀測規范規定[1]:。秋、冬季節第一次出現的霜稱初霜，春季最后一次出現的霜稱為終霜，終霜日至初霜日之間稱為無霜期。秋季初霜出現早，易對棉花品質造成影響，導致棉花減產；春季終霜出現的時間遲，對棉花出苗期易造成災害。無霜期的長短直接影響當地熱量資源的利用價值。隨著科學技術的不斷發展，雖然各種農作物對霜的抗御能力有所加強，但終霜凍仍會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束生育而造成大幅度減產。霜凍是常見的自然災害，對農業生產威脅極大，許多學者[2-5]對不同地區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、變化進行分析，以便為研究當地霜凍氣候變化、預報和防御，以及分析利用當地熱量資源提供參考。

1 資料來源

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。根據地面氣象觀測規范規定[1]，秋、冬季節第一次出現的霜稱初霜，春季最后一次出現的霜稱為終霜，終霜日至初霜日之間稱為無霜期。

2 結果與分析

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 霜期絕對變率統計

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

2.1 初、終霜期及無霜期的基本特點

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）最早出現在9 月7 日，最晚出現在11月1日，平均初霜日出現在10月12日；終霜期（圖2）最早出現在3 月22 日，最晚出現在5 月15日，平均終霜日出現在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大于終霜期提前的作用。

2.2 初、終霜期及無霜期絕對變率

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定，年際差異相對較小；無霜期平均絕對變率較前兩者大，無霜期穩定性較差，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73d，說明無霜期年際差異較大，穩定性差，對作物生長較為不利。

對農業生產來說，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。

2.3 初、終霜日氣候變化頻率

表2采用5d為一周期，分別統計初終霜日提前(推遲)頻率。可以看出，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%。

3 結論與討論

石河子市初霜期最早出現在9 月7 日，最晚出現在11月1日，平均初霜日出現在10月12日；終霜期最早出現在3 月22 日，最晚出現在5 月15 日，平均終霜日出現在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定，年際差異相對較小；無霜期穩定性較差，年際變化范圍較大，穩定性差，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。