开封市霜冻期气候特征分析

康暑雨

（开封市气象局，河南开封 475004）

开封市霜冻期气候特征分析

康暑雨

（开封市气象局，河南开封 475004）

以地面最低温度低于0℃作为霜冻指标，基于河南省开封市1958-2012年逐日地面最低温度资料，采用线性倾向估计法和累积距平，通过分析初终霜冻日和霜期的变化，研究开封市霜冻期的变化趋势和异常发生情况。结果表明，开封市平均初霜冻日为11月3日，平均终霜冻日为4月3日，平均霜期为152d；开封市特早初霜冻、偏早初霜冻、特晚终霜冻、偏晚终霜冻发生频率分别为5%、5%、5%、10%；55a间开封市霜冻期的变化趋势表现为初霜冻日来得迟，终霜冻日结束早；初霜冻日的线性倾向率为2.62d/10a，终霜冻日的线性倾向率为-2.73d/10a。

霜期；初霜冻日；终霜冻日；气候特征

霜冻是指地表温度骤降至0℃以下，导致农作物受到损害甚至死亡的农业气象灾害，通常将春季最后一次霜冻出现的日期看做终霜冻日，而秋季第一次出现霜冻的日期称为初霜冻日［1］。IPCC第4次报告指出：在过去的100余年里，全球地表温度上升幅度为（0.74±0.18）℃；自20世纪90年代以来，全球变暖趋势明显加快，自1850年以来最暖的12a中有11a集中出现在1995-2006年。之前的研究结果表明［2］，中国的气候变化与全球气候变化趋势具有相当的一致性。中国地表年平均温度在过去100a升高了0.5～0.8℃。由于霜冻现象与温度有着密切的联系，在全球变暖引起平均温度上升的大背景下，霜冻期必然会随之发生变化。

在全球变暖背景下，河南省霜冻期变化也较为明显且存在一定的区域性差异。本文基于开封市1958-2012年近55a地面最低温度资料，选择初霜冻日、终霜冻日和霜期3个特征量，对开封市霜冻变化特征进行分析。

1 资料、指标和方法

研究采用的资料为开封市气象观测站1958-2012年的逐日地面最低温度资料。

参照中国科学技术蓝皮书第5号《气候》对霜冻的定义，把地面最低温度低于0℃作为判定霜冻的气候指标，把下半年地面最低温度首次出现≤0℃的日期定义为初霜冻日，将上半年地面最低温度最后一次出现≤0℃的日期定义为终霜冻日，初霜冻日和终霜冻日之间的日数为霜冻期。

由于霜冻日期与大气最低温度的变化联系密切，由此可认为其与大气温度一样满足正态分布。即近似满足正态分布密度函数，异常初霜冻日、终霜冻日的选择标准为：距平值＜-1.65σ和＞1.65σ的日期分别定义为特早初（终）霜冻日和特晚终（初）霜冻日，距平值在-1.65σ～-σ和σ～1.65σ的日期分别定义为偏早初（终）霜冻日和偏晚终（初）霜冻日。

2 结果与分析

2.1 霜冻的气候异常特征

统计了1958-2012年开封市异常霜冻日的情况发现，开封市特早初霜冻日在1958-2012年中仅出现了3次，发生频率在5%附近，而且主要发生在20世纪80年代之前。偏早初霜冻日同样只发生了3次，集中分布在20世纪70年代。1958-2012年间其余各年代均发生了偏晚终霜冻日，55a共发生了6次，出现概率在10%左右，而在20世纪80年代出现了2次。特晚终霜冻日同样发生了3次，主要发生在20世纪60年代末至70年代，55a发生频率为5%。偏晚初霜冻日在55a共出现了8次，20世纪90年代以后出现了6次。偏早终霜冻日在55a出现了6次，20世纪90年代以后出现了5次。特晚初霜冻日和特早终霜冻日全部出现在21世纪以后。由此可见，20世纪90年代以来，初霜冻日多呈现异常晚的变化，终霜冻日多呈现异常早的变化。

2.2 霜冻的年代变化特征

为了分析霜冻的逐年变化特征，本文采用线性倾向估计方法，拟合出初终霜冻日的线性变化趋势。图1和图2纵坐标轴表示该年初、终霜冻日与55a平均日期的天数差异，正值表示初、终霜冻日相对于平均日期推迟，负值表示初、终霜冻日相对于平均日期提前。

由图1可以看出，开封市初霜冻日最高可推迟20d，最低可提前24d，总体由负距平向正距平发展，反映了初霜冻日发生日期由提前转为推迟的变化，线性倾向率为2.62d/10a，即初霜冻日每10a平均推迟2.6d，通过0.05的显著性检验，推迟趋势显著。由图2可以看出，开封市终霜冻日最高推迟22d，最低提前27d，总体由正距平向负距平发展，说明终霜冻日状态由推迟变为提前，线性倾向率为-2.73d/10a，即终霜冻日每10a平均提前2.7d，通过0.05的显著性检验，提前趋势显著。

2.3 霜冻期气候分析

累积距平是常用的通过曲线走势判断变化趋势的方法。由于距平有正有负，当累积距平增加时，表示这段时间霜期距平为正，霜期延长。当累积距平减小时，表示霜期距平为负，霜期缩短。从图3可以看出，累积距平随年份的增加而不断增加，总体呈上升趋势。1981-1991年累积距平随年份的增加先减小后增加，反映了这一时期内霜期先缩短后延长的变化特征。1991年以后，累积距平随年份的增加大体上逐渐减小，虽然有波动，但累积距平总体下降趋势明显，说明20世纪90年代以后霜期一直缩短，2008年以后累积距平更是变为负值。55a间开封市霜期变化以20世纪80年代为界，1981年以前霜期为延长趋势，1991年以后霜期为缩短趋势，可以认为1981-1991年是开封市霜期日数变化的波动期。

图1 1958-2012年河南省开封市初霜冻日距平逐年变化

图2 1958-2012年河南省开封市终霜冻日距平逐年变化

图3 1958-2012年河南省开封市霜期累积距平

3 结论

①开封市平均初霜冻日为11月3日，平均终霜冻日为4月3日，平均霜期为152d；开封市特早初霜冻、偏早初霜冻、特晚终霜冻、偏晚终霜冻发生频率分别为5%、5%、5%、10%。

②1958-2012年开封市霜冻期表现为初霜冻日推后、终霜冻日提前的趋势；初霜冻日、终霜冻日线性倾向率分别为0.262、-0.273d/a。

③开封市1981年以前霜期为延长趋势，1991年以后霜期为缩短趋势，1981-1991年是开封市霜期日数变化的波动期。

［1］丁一汇，任国玉，石广玉，等.中国气候变化的历史和未来趋势［J］.气候变化研究进展，2006（1）：3-8.

［2］王绍武.近百年我国及全球气温变化趋势［J］.气象，1990（2）：11-15.

Analysis of the Climate Characteristics of Frost in Kaifeng City

Kang Shuyu

（Kaifeng Meteorological Bureau，Kaifeng Henan 475004）

Taking the lowest ground temperature below 0℃as the frost index,based on the daily minimum tempera⁃ture data of Kaifeng city from 1958 to 2012 in Henan province,the changing trend and abnormal occurrence of frost period in Kaifeng city were studied,through the analysis of first and last frost date and the period of change by using the linear trend estimation and accumulative anomaly.The result showed that the average first frost date was Novem⁃ber 3rd,the average frost date was April 3rd,while the forst season was about 152 days on averages;The frequency of extremely earliest first frost,earlier first forst,latest end forst and later end frost was separately 5%,5%,5%and 10%.In fifty-five years,the date of first frost had already postponed,the final forst date had advanced;The linear ren⁃dency rate of first forst date was 2.62 d/10 a,the linear rendency rate of last frost day was-2.73d/10a.

frost season；first frost event；late frost event；climate characteristics

P468

A

1003-5168（2017）02-0146-02

2017-01-18

康暑雨（1989-），女，本科，助理工程师，研究方向：短期天气预报。