1961—2019年青海共和地区霜冻气候特征分析

杨玉平

摘要 根据青海省共和县气象局观测的1961—2019年近59年逐日最低气温资料，采用气候统计方法，对共和地区初、终霜冻变化规律进行分析研究，得出共和地区霜冻的气候特征。结果表明：1961—2019年共和地区≤0℃霜冻的终日以每10年3.4 d的速率呈极显著的提前趋势，初日以每10年3.9 d的速率呈显著的后延趋势，终日提前的幅度小于初日后延的幅度;无霜期以每10年7.3 d的速率呈现极显著延长趋势。初、终霜日的绝对变率小于无霜期的绝对变率。霜冻初、终日80%的保证率分别在5月3日和9月19日，无霜期80%的保证率为121 d。

关键词 霜冻;气候特征;变化趋势;共和

中图分类号：S425 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）04-0-02

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.04.033

霜冻是指植物生长季节里因土壤表面和植株体温度降低至0℃或0℃以下而引起植物冻害，是一种常见的农业气象灾害，历来就是农业科学、气象科学及其他相关科学研究的重点问题[1-2]。在作物刚开始生长阶段或作物成熟阶段出现霜冻，会对农作物造成严重危害。为了有效地预防霜冻灾害，许多学者对霜冻的发生规律、形成机理、预防措施及对农业生产的影响等方面进行了研究[3-8]。陈芳等[9]认为近45年来，青海省大部分地区早（秋）霜冻初日推迟，晚（春）霜冻终日提前，无霜期延长，并且随着气候变暖使早霜冻危害减轻，晚霜冻危害加重;严应存等[10]认为青海省种植区均有霜冻灾害，发生时段主要在4—9月，5月发生频率最高;刘义花等[11]认为近50年来湟水河流域无霜期在94～155 d，以每10年4 d的速率延长。

共和县地处青藏高原东北角，平均海拔3 200 m，总面积17 300 km2，总人口136 000余人，全县农作物总播种面积达2.96×104 km2。具有显著的高原大陆性气候特征。主要气象灾害有：大风、沙尘暴、干旱、霜冻、冰雹、山洪、雪灾等。共和地区每年都有不同程度的霜冻发生，霜冻灾害是制约当地农业生产发展的主要因素之一，但目前对共和地区霜冻研究的文献还比较少见[12-14]。因此，对共和地区初、终霜冻气候特征进行分析，为做好霜冻的预报和防御、合理利用气候资源、调整种植结果、分析当地热量提供科学依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取青海省共和县气象局观测的1961—2019年共59年的逐日最低气温数据，计算霜冻初终日期间的无霜期日数。把日最低气温≤0℃作为霜冻标准，终霜日定义为前半年最后一次出现日最低气温≤0℃的日期，初霜日定义为后半年首次出现日最低气温≤0℃的日期[15]。无霜期是一年中终霜后至初霜前的一整段时间，在这一期间内，没有霜冻出现[16]。采用1981—2010年的30年平均值为多年平均值。

1.2 研究方法

1.2.1 JuLian日换算方法 即将霜冻初日、终日出现日期转换为距离1月1日的实际日数，得到霜冻初日、终日的时间序列[17]。

1.2.2 线性倾向估计法 运用线性倾向估计法分析霜冻初日、终日、无霜期的变化规律[18]。

1.2.3 80%保证率 保证率是指某一界限以上或以下要素各值出现机率的总和。利用如下方法计算80%的保证率[19-20]。

式中是P80%的保证率;为均方差;为序列的均值;为变异系数，可由下式算出。

1.2.4 绝对变率 用以下式子计算初终霜日及无霜期的绝对变率。

2 结果与分析

2.1 霜冻终日变化趋势

1961—2019年近59年共和地区霜冻终日日序呈现出波动提前的趋势，以每10年3.4 d的速率提前，线性相关系数为0.476，通过99.99%的显著性检验（图1）。

近59年≤0℃霜冻终日日序提前了20.2 d，提前趋势显著。共和地区≤0℃霜冻终日历年平均日序為129.9（5月10日），最早日序为106.0（1992年4月17日），最晚日序为166.0（1969年6月16日），最早与最晚日序差值60 d。≤0℃霜冻终日日序绝对变率为9.7，变异系数为9.5%，80%的保证率在5月3日（表1）。

2.2 霜冻初日变化趋势

近59年来共和地区≤0℃霜冻初日日序呈现出波动延迟的趋势，气候倾向率为3.9 d/10年，线性相关系数为0.687，通过99.99%的显著性检验（图2）。

近59年来≤0℃霜冻初日日序推迟了22.9天，推迟趋势极显著。共和地区≤0℃霜冻历年平均日序为272.6（9月30日），初霜日发生日序最早为241.0（1962年8月30日），最晚为286.0（2000年10月14日），最早与最晚日序差值为45 d。≤0℃霜冻初日日序的绝对变率为7.9，变异系数为3.6%，80%的保证率在9月19日（表1）。

上述结果表明，共和地区初霜日的绝对变率要小于终霜日的绝对变率，初霜日较终霜日稳定，年际差异相对较小。从最小值和最大值的差值来看，终霜日为60 d，初霜日为45 d，说明共和地区的终霜日年际差异较大，稳定性差，对农作物的苗期以及果树的花期产生不利影响。

2.3 无霜期的变化趋势

农作物的生长期也与无霜期有着密切关系，无霜期长，生长期也长。近59年来无霜期日数呈现出波动延长的趋势，其气候倾向率为7.3 d/10年，线性相关系数为0.719，通过99.99%显著性水平检验，即近59年来显著延长了43.1 d（图3）。

共和地区无霜期日数的历年平均值为141.6 d，绝对变率为14.1，变异系数为12.9%，80%的保证率在121 d（表1）。

随着年份的增加，共和地区霜冻的终日提前、初日延迟、无霜期延长，这与许多学者的研究结论相一致，说明随着全球气候变暖，不同地区的霜冻的年际变化规律具有相似性[21-23]。

3 结论

（1）1961—2019年共和地区≤0℃霜冻的终日历年平均日期为5月10日，初日历年平均日期为9月30日，无霜期日数的历年平均值为141.6 d。

（2）1961—2019年共和地区≤0℃霜冻的终日3.4 d/10年的速率呈极显著的提前趋势，初日以3.9 d/10年的速率呈显著的后延趋势，终日提前的幅度小于初日后延的幅度;无霜期以7.3 d/10年的速率呈现极显著延长趋势。

（3）初、终霜日的绝对变率小于无霜期的绝对变率。霜冻终日80%的保证率在5月3日，初日80%的保证率在9月19日，无霜期80%的保证率在121 d。

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责任编辑：黄艳飞