牡丹江地區46 a 初終霜日及無霜期的變化分析

冀昭元,姜 虹

（牡丹江市氣象局，黑龍江 牡丹江 157000）

1 引言

霜是貼近地面的空氣受地面輻射冷卻的影響而降溫到霜點( 指露點低于0 ℃)以下，在地面或物體上凝華而成的白色冰晶[1]，一般出現在深秋至初春時晴朗無風的夜間或清晨。 霜凍是指植物生長季節里因土壤表面和植株體溫度降低到0 ℃或0 ℃以下而引起植物凍害[2]，是一種農業氣象災害。 雖然霜、霜凍形成的主要原因均是降溫， 但發生霜凍時不一定出現霜，出現霜時也不一定發生霜凍[2]。 如低溫高于露點，則不會出現霜，但此時溫度已降至0 ℃或以下，農作物同樣會受害， 此時植物體內結冰， 使莖葉呈水浸狀，后期枝葉逐漸枯萎死亡變成灰黑色，這種不出現霜的凍害，稱為“黑霜”[3]，黑霜凍害比白霜嚴重。 霜凍是造成農業減產的主要原因之一。

2 資料與處理方法

2.1 研究區域概況

牡丹江地區位于黑龍江省東南部， 地處中緯度128°02′-131°18′E，43°24′-45°59′N， 地形以山地、丘陵為主；屬于中溫帶大陸性季風氣候區，處于西風環流控制下， 四季分明，季風顯著［4］。 1967-2012年平均氣溫為 3.9 ℃，年平均降水量 518.0 mm，無霜期平均為136 d，主要種植玉米、水稻、大豆等農作物。

2.2 資料和方法

選取牡丹江地區海林、寧安、牡丹江、穆棱、林口、東寧、綏芬河7個市縣1967-2012年地面觀測資料初、終霜日及無霜期資料。 采用絕對變率［5-6］、標準差［5］分析其變化差異［7-8］；采用線性傾向估計法、5 a滑動平均分析其變化趨勢［9］。 其中，絕對變率(n 為樣本數，X 為平均值)。

3分析與結果

3.1 初霜日的變化

根據牡丹江各站地面氣象資料統計1967-2012年初霜和終霜的出現的次數（表1）。牡丹江各站初霜都出現在每年的9月份和10月份，除東寧外，初霜80%的幾率出現在9月。

表1 1967-2012年牡丹江各站初霜出現次數

除東寧外， 牡丹江其他各站初霜日平均大體相當。 東寧因受局地小氣候影響，初霜日要比其他各地推遲10 d 左右，終霜日比其他各地要提前10 d 左右結束，無霜期也延長20 d，平均達到154 d，是牡丹江地區最長的。

46 a 來牡丹江地區初霜日歷年平均值為9月23日，最早初霜日出現在9月9日，最晚出現在10月10日，極差為 31 d，時間序列絕對變化率 5.27 d，標準差為 6.76。

牡丹江地區初霜日變化（圖1）線性傾向率為2.6 d/10a，說明牡丹江地區初霜日變化差異較大，不利于初霜日的預報服務工作。 初霜早或晚，對本地農業生產有較大影響，初霜早，不利于農作物灌漿成熟，易造成農作物產量低下。 滑動平均曲線顯示，牡丹江地區初霜日在60年代后期有個小幅延后趨勢；70-80年代，基本在歷年平均值下呈平穩波動狀態；進入90年代后，呈緩慢上升平穩趨勢并保持至今。 牡丹江地區初霜日整體呈緩慢上升趨勢，特別是90年代后的大部分曲線和趨勢線均在平均線之上， 說明初霜日呈緩慢延遲趨勢，初霜日偏晚，對農作物的生長發育有積極影響。 46 a 來牡丹江地區初霜日平均推遲了12 d， 而黑龍江省初霜凍1961-2013年平均推遲約8.2 d［10］。

圖1 1967-2012年牡丹江地區初霜日變化

3.2 終霜日的變化

牡丹江各地終霜基本出現在4月份和5月份，偶發在6月份，除東寧外，終霜80%的幾率出現在5月；東寧因受當地局地小氣候的影響，初終霜出現的幾率相當（表2）。

表2 1967-2012年牡丹江各站終霜出現次數

牡丹江地區終霜日變化顯示（圖2），終霜日最早出現在4月25日，最晚出現在5月22日，極差為27 d，終霜日歷年平均值為5月9日。 46 a 來終霜日時間序列絕對變率為 5.20 d，標準差為 6.36，線性傾向率為-1.90 d/10 a， 雖然牡丹江地區終霜日比初霜日年際變化差異小， 也要注意春季晚霜的預警預報工作。分析可見牡丹江地區終霜日呈下降-上升-下降的變化趨勢，46 a 終霜日平均提前了9 d， 呈提前趨勢。

圖2 1967-2012年牡丹江地區終霜日變化

3.3 無霜期的變化

對牡丹江地區無霜期變化進行分析（圖3），46 a牡丹江地區無霜期平均值為136 d，最長161 d，最短109 d， 極差為52 d。 無霜期時間序列絕對變率為8.26 d，標準差為 10.69，線性傾向率為 4.50 d/10 a，大于全省 3.07 d/10 a［11］。 因無霜期隨初、終霜日的變化而改變，初霜日趨勢逐漸推遲，而終霜日趨勢逐漸提前，因此無霜期線性傾向有增長的趨勢。 無霜期滑動平均線性傾向呈逐漸上升狀態， 這與牡丹江地區初霜日線性傾向呈上升和終霜日線性傾向呈下降趨勢互相一致［12］。

圖3 1967-2012年牡丹江地區無霜期變化

從利用氣候資源角度分析， 無霜期越長熱量資源就越豐富， 對農作物生長有利， 從防御災害的角度分析， 無霜期變化越不穩定， 農業生產上躲避霜凍的難度越大， 遭災的危險性越高［8］。 通過以上分析可知， 牡丹江地區無霜期相對穩定， 線性傾向呈小幅上升趨勢， 即無霜期逐漸平緩變長， 這將促使熱量資源趨于穩定， 有利于作物充分利用光、 熱資源， 提高作物干物質質量積累， 從而提升農產品產量和品質。

4 小結與討論

（1）初霜日的絕對變率為 5.27 d，標準差為 6.76，線性傾向為2.6 d/10a，說明初霜日呈逐年推遲趨勢，逐漸偏晚，有利于農作物的生長。 對于初霜日預報要注意其變化趨勢。

（2）終霜日的絕對變率為 5.20 d，標準差為 6.36，線性傾向為-1.90 d/10a， 表明終霜日變化趨勢提前，應加強春季霜凍預報，減少霜凍對農業生產的影響。

（3）無霜期的絕對變率為 8.26 d，標準差為 10.69，線性傾向率為4.50 d/10a。 表明無霜期有逐年延長的趨勢，有利于農作物的發育和生長。

（4）牡丹江地區霜區變化符合我國50 a 霜期變化特征，霜期逐漸縮短，初霜日逐漸推遲，終霜日逐步提前［2］。 作物生長季延長，在利于農業生產的同時要注意極端氣象災害防御工作。