一次强降温天气对杏扁的冻害分析及防御思考

黄山江　刘星燕　孙跃飞　徐平　赵海江　顾润香

（河北省张家口市气象局，河北 张家口075000）

摘要：通过对2008年4月21～24日一次强降温天气过程的分析，导致冀西北蔚县、阳原、涿鹿三县杏扁产生严重冻害的诱因是拉妮娜现象和全球气候异常；底层850 hPa有冷舌入侵且冷空气持续时间长、前期降水偏多导致出现冰冻和特殊的盆地地形是这次冻害出现严重损失的主要原因；东北地区高度场变化是造成该区春季降水和气温变化的关键系统。要做好杏扁的冻害预防工作，需根据当地气候条件选择园地和品种，化学和物理调控是冻害预防的常规管理措施，气象部门可以为冻害预防工作提供一定的依据。

关键词：强降温天气；杏扁；冻害；防御

中图分类号：S426文献标识码：A文章编号：0439-8114（2012）20-4503-03

杏扁结果早、寿命长、栽培要求低，近几年在我国北方逐年增多[1，2]，也是冀西北近年来发展的新型产业。目前，冀西北依据独特的地理、气候条件，经过几年努力，逐步形成了从良种苗木繁育、基地栽植、生产管理到产品销售、精深加工的龙型经济格局。然而，杏扁存在着产量低且不稳定的问题[3]，其主要原因是杏扁花期常遭遇异常低温危害，冻害现象一直是困扰杏扁产业快速发展的主要原因之一[4]。2008年4月21～24日，受强冷空气影响，整个华北地区出现了降水、大风和强降温天气过程。冀西北的蔚县、阳原、涿鹿三县由于杏扁正处于盛花期至末花期，遭受严重冻害。据灾情调查，仅蔚县、涿鹿两县冻花面积19 134.0 hm2，绝收面积15 501.3 hm2，造成直接经济损失2.195 8亿元。

1环流背景分析

近十几年来，全球气候变化已成为世界各国政府和科学家共同关注的话题[5，6]。2008年1～2月，我国南方暴发了50～100年一遇的大雪灾，历时长，范围广，强度大，灾害重，其主要原因就是拉妮娜现象和全球气候异常。进入4月以后，这种状况依然。由图1可知，北从新地岛，南至贝加尔湖和巴尔克什湖，东到库叶岛北部为宽阔的副距平，副中心值在西伯利亚北部为-6 hPa，而从我国东北到日本海为正距平，正中心值为+12 hPa，在日本海附近。这样的距平环流分布有利于极地冷空气沿西伯利亚和贝加尔湖南下影响我国西北和华北地区，而我国东北的正距平对西来冷空气起阻挡和加强作用。

在4月21日的500 hPa和850 hPa高空形势图上，500 hPa高空槽位于蒙古到河套西部，槽后最低气温达到-34 ℃，而温度槽明显落后高度槽，高度槽后冷平流明显；850 hPa已经形成一个冷涡，低层有冷舌侵入张家口市，这是张家口市出现强降温造成杏扁严重冻害的关键系统。这次过程高、低层系统明显且深厚，加上东北高压系统的阻挡，导致冷空气移动缓慢，持续时间长。

2前期降水分析

大气是从地表的热辐射中获得热量的，而不是太阳直接晒热大气，地表是辐射热能的储存器。由于水的比热较大，下垫面的干湿会直接影响气温的变化，一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷就是很好的例证。图2为降温过程前1个月的降水总量与历年及2007年同期对比。由图2可知，张家口市2008年3月20日至4月20日降水比常年多87%～356%，平均多229%，这是历年比较罕见的。4月19日，强冷空气开始入侵张家口市，下垫面由于前期降水偏多对降温起到一定抑制作用，但冷空气滞留时间长，4月19～23日全市气温持续下降，4月22～24日凌晨一些地方最低气温降至0℃以下，特别是4月23日，蔚县、阳原县城最低气温达到-1 ℃，涿鹿县城为0 ℃，杏扁种植乡镇蔚县的北水泉、黄梅等地达到-4～-3 ℃，阳原的化稍营、东井集达到-3～-2 ℃，涿鹿的大堡、卧佛寺达到-3～

-2 ℃，为冰冻天气，部分杏扁花萼出现冰壳。此时，下垫面由于土壤湿度大，气温回升缓慢，最低气温维持时间基本都超过了2～3 h，部分地方达到4～5 h，这样的天气条件必然会给农作物带来严重的冻害，所以前期降水偏多出现冰冻是这次杏扁冻害造成严重损失的主要原因。

3特殊地形作用

张家口位于河北省西北部，全市地势总的趋势是西北高，东南低，阴山山脉横贯中部，将全市分为坝上和坝下两大部分，北部坝上是蒙古高原的一部分，南部为小五台山地，东北部为大马群山地，蔚县境内的小五台山主峰高度2 870 m，是张家口市最高山峰，桑干河和洋河流经坝下中部，形成了狭窄的河谷盆地[7]。

盆地的气温变率极其特殊。当弱冷空气影响时，类似焚风效应，当地气温不降反而略有升高，这是由于弱冷空气只是对盆地空气有所挤压而不能取而代之，倒好像盖了一层薄棉被；当强冷空气影响时，情况便截然不同，冷空气对盆地空气不再是挤压，而是取代盆地的空气，并且有一定的滞后性。如图3所示，2008年4月22～24日，涿鹿最低气温变化是4.0 ℃→0.1 ℃→4.9 ℃，而蔚县为1.9 ℃→

-0.7 ℃→1.3 ℃，这是因为蔚县比涿鹿更具盆地性质，气温变率更缓一些，冷空气取代盆地空气后滞留时间更久，对杏扁的冻害也更严重，所以特殊的盆地地形也是这次杏扁冻害造成严重损失的主要原因。

4历史相似年份合成

南北极对流层，冬夏均为气旋式环流，称为极涡。在北半球，由于大陆分布不均匀，极涡经常不在北极中心，而偏于北美大陆或欧亚大陆，引起这些地区偏冷。所以极涡的位置、强弱对我国气候的影响有着非常重要的作用[8]。

选取与2008年春季多降水和强降温相似的6个年份（1958、1964、1967、1987、1990、1998年）作气象要素场合成[9]。

图4是春季（3～5月）同期100 hPa高度场距平合成图，极涡是明显的负距平中心，显然极涡是加强的，且中心位置明显偏西南，这样有利于冷空气频繁南下影响我国北部地区，另外，从贝加尔湖到我国西北、华北为负变压，东北到日本海为正变压中心，使得亚洲中高纬环流呈经向型发展，这种环流形式表明华北地区上空多冷空气活动，是有利于降水和降温的条件，这与图1分析的2008年4月平均距平场相似。由春季多雨年差值t检验（图5）分析可知，我国东北地区高度场变化是造成张家口市春季降水和气温变化的关键系统，通过了α=0.05的显著性检验。

5杏扁的冻害防御

杏扁的花期一般为15 d左右，在4月中下旬，而张家口市杏扁种植区最早终霜日为3月30日，最晚终霜日为5月17日（表1），也就是说，大部分年份杏扁在花期或轻或重会受到不同程度的冻害，受害严重的年份几乎绝产，解决杏扁的冻害问题已成为当务之急[4]。下面提出一些冻害防御措施供大家参考。

5.1园地与品种的选择

根据当地气候条件，选择背风向阳、日照充足的园地，避免在凹地、槽谷地及阴坡地建园[4]；在保证质优的前提下，尽量选择抗寒能力强的品种，如围选1号、丰仁、国仁等，对于耐寒能力较差却质优的品种，选择园地需优先考虑。

5.2化学和物理调控

加热、风机、隔热泡沫等方法可有效控制花期冻害，但投入大、运行成本高[10]，可适度用于优质品种的冻害防御，传统熏烟法、防霜器和涂白法，成本较低、使用方便，可作为常规管理措施。

5.3预报措施

杏扁的冻害防御，气象是第一道关口，准确预报是防御的前提。近年来，张家口市气象台和杏扁种植县联合进行了多年的研究和预报服务，积累了较为丰富的经验。特别是花期预报以及强冷空气入侵冻害预报都较为准确，得到了张家口市委、市政府以及广大杏扁种植者的认可。

6结论

1）通过对2008年4月21～24日强降温天气过程分析，对冀西北杏扁造成严重冻害的原因如下：拉妮娜现象和全球气候异常是这次强降温对杏扁造成严重冻害的诱因；底层850 hPa在4月21日8∶00时有冷舌入侵、系统持续时间长和前期降水偏多导致冰冻以及盆地地形使冷空气滞留时间长是这次冻害出现严重损失的主要原因；对历史相似年合成，发现我国东北地区高度场变化是造成该区春季降水和气温变化的关键系统。

2）大部分年份，杏扁在花期会受到不同程度的冻害，需根据当地气候条件选择园地和品种，化学和物理调控措施是冻害预防的常规管理措施，气象部门可以为种植地进行霜冻和冷空气入侵预报，为冻害预防工作提供一定的依据。

参考文献：

[1] 白建军.外源物质对大扁杏花器抗寒性的影响[J].西北林学院学报，2008，23（1）：82-86.

[2] 杨海廷，陈明，李云涛，等.冀西北地区杏扁栽培技术[J].河北果树，2006（5）：45-46.

[3] 王飞，王华，陈登文，等.杏品种花器官耐寒性研究[J].园艺学报，1999，26（6）：356-359.

[4] 康桂军.杏扁冻害的防治措施[J].河北农业科技，2008（4）：18.

[5] 王谦谦，钱永甫，徐海明，等.1991年夏季江淮洪涝成因的数值试验——西太平洋海温异常的影响[J].气象学报1995，53（增刊）：595-603.

[6] 张琼，钱永甫，张学洪.南亚高压的年际和年代际变化[J].大气科学，2000，24（1）：67-77.

[7] 刘爱梅，苗志成，刘星燕.张家口气候资源与特色农业[J].河北气象，2004，23（4）：26-27.

[8] 张恒德，高守亭，刘毅.极涡研究进展[J].高原气象，2008，27（2）：452-457.

[9] 黄山江，王谦谦，刘星燕.西北地区春季和夏季降水气候特征异常分析[J].南京气象学院学报，2004，27（3）：336-346.

[10] 陈秀娟，刘增军，刘金武.杏扁花期冻害的对策[J].河北果树，2008（6）：46.