漠河市发展寒地测试产业气候资源优势分析

许丽玲，沈月钊，桂 花，朱 红 ，刘春芳

(1.漠河市气象局，黑龙江 漠河 165399；2.五常市气象局， 黑龙江 五常 150200;3.海林市气象局，黑龙江 海林 157100；4.齐齐哈尔市气象局,黑龙江 齐齐哈尔 161006)

1 引言

大兴安岭地区漠河位于中国最北端，纬度最高，属寒温带大陆性季风气候， 冬季受西伯利亚冷空气的影响，在极地大陆气团和蒙古高压控制下，冬季漫长寒冷而干燥，寒冷是大兴安岭地区特有的名片，充分利用冷资源优势，获取最大效益。 漠河月平均气温低于0 ℃有6 个月，平均结冰日数269 d，年平均日最低气温≤-20 ℃的日数130 d。 年平均降雪量是69.6 mm，最大积雪深度50 cm，冰雪期长达6 个月。2023 年1 月20-22 日漠河市连续3 d Tmin≤-50℃， 其中1 月22 日漠河市阿木尔镇出现极端最低气温-53 ℃，突破北极村1969 年最低气温-52.3 ℃的历史极值， 同时也刷新全国最低气温的历史极值。 目前，大兴安岭地区把气候冷资源转化为发展的优势，立足资源禀赋，大力发展“双寒”产业，把“冷资源”做成“热产业”。

欧美国家汽车工业起步最早， 在寒地汽车试验场研究建设方面处于业界领先地位， 瑞典试验场协会SPGA 的历史追溯到20 世纪70 年代早期。 目前，寒地汽车试验场在世界范围内呈集群式分布。 在欧洲， 主要分布在北欧国家靠近北极圈的地区和俄罗斯远东地区，包括瑞典阿杰洛格和阿维斯焦、芬兰拉普兰伊瓦洛镇、俄罗斯联邦萨哈(雅库特)共和国等。在亚洲，主要分布在北部寒冷地区，包括中国的黑河和呼伦贝尔以及日本的北海道等[1]。 虽然与欧美国家相比，中国汽车工业和寒地汽车试验场起步都较晚，但发展迅速。 20 世纪80 年代，一汽集团的解放卡车与上汽大众的桑塔纳轿车率先在黑河进行高寒环境试验,拉开了国内汽车高寒环境试验的序幕。 2006 年黑河建立第一家对外开放式的冬季汽车试验场——红河谷冬季汽车试验场。 2008 年,德国博世集团在呼伦贝尔市牙克石市建设的冬季汽车试验场建成并投入使用, 是呼伦贝尔市第一家冬季汽车试验场，2010年自主品牌汽车逐渐崛起， 支撑企业自主研发的高寒试验大量增加,在黑河市和呼伦贝尔市陆续涌现了一批冬季汽车试验场,高寒试验场地服务逐渐走向产业化[2]。 习近平总书记指出冰天雪地成为群众致富、乡村振兴的“金山银山”[3]，大兴安岭主动对接政策，并将“双寒”产业提升到今后一个时期的主打产业。近年来， 大兴安岭加大招商引资力度， 重点建设汽车、建筑材料、高端装备、电子产品等设施设备极寒测试天然试验场,形成了国家寒地测试产业基地的核心区域，并在寒地试车、装备制造业测试、电子产品测试、 配套设施建设、 人员生活保障等方面持续发力。 作为大兴安岭重点招商引资项目，漠河红河谷寒地试车基地项目总投资1.07 亿元，拥有40 多种试验道路的设计建设能力以及零部件委托试验、 整车委托试验、专项委托试验等业务。2022 年接待汽车测试企业66 家，带动漠河市相关行业收入1000 多万元。据大兴安岭统计部门数据显示： 一季度大兴安岭参与GDP 增速核算的基础指标共有31 项，其中21 项指标实现正增长， 合力拉动GDP 实现28.3 亿元，大兴安岭地区一季度GDP 同比增长7.1%，位居黑龙江省第4 位[4]。

未来，大兴安岭寒地测试发展思路明确，将漠河市打造成汽车寒地测试基地[4]，形成与呼伦贝尔市、黑河市并驾齐驱的寒地测试产业发展态势。 随着各大汽车厂商对极寒天气要求和标准逐年提高， 开展寒地测试气候资源研究， 为寒地测试提供气象理论和政策支撑依据，助力大兴安岭寒地经济产业发展，为经济高质量发展加速赋能具有一定意义。

2 数据与方法

利用世界气象组织 （World Meteorological Organization） 在气候变化监测会议中所定义的极端气温指数， 极端最低气温是年内各月日最低气温最低值[5]。 为了准确的表述寒冷程度，在气象专业上制定了“寒冷程度等级表”，气温从-40 ℃以下至9.9 ℃,由低到高共分为八级(表1):一级为“极寒”，-40 ℃以下；二级为“酷寒”，-39.9 ℃至-30 ℃；三级为“严寒”，-29.9℃至-20 ℃[6]（本文选取三级）；

表1 寒冷程度等级表

本文选用时间序列1974-2022 年10 月-次年4月漠河国家地面气象观测站日最低气温（Tmin≤-20℃）数据，进行寒地气候研究，并对漠河市、黑河市、牙克石市国家地面气象观测站气象数据进行对比分析，找出漠河市发展寒地测试产业气候优势。

3 寒冷程度分析

3.1 严寒天气年变化

1974-2022 年(10 月-次年4 月)漠河年平均严寒日数（-29.9-(-20) ℃）49 d（图1），严寒天气最早出现的日期是10 月15 日， 最晚出现的日期是4 月16日，48 a 平均严寒天气开始的日期为10 月29 日，结束的日期为3 月30 日。从20 世纪70 年代中期至21世纪20 年代初，严寒日数有减少趋势，其倾向率为-1.43 d/10 a，年严寒天气日数最多是65 d（1979 年10月-1980 年3 月）， 最少只有23 d （2000 年10 月-2001 年3 月）。 当气温下降到-20 ℃以下时，耐寒测试汽车才算真正入门。

图1 漠河严寒日数年变化

3.2 酷寒天气年变化

1974-2022 年(11 月-次年3 月)漠河年平均酷寒日数（-39.9-(-30) ℃）68 d（图2），酷寒天气最早出现的日期是11 月3 日，最晚出现的日期是3 月30 日，48 a 平均酷寒天气开始的日期为11 月16 日， 结束的日期为3 月15 日。 从20 世纪70 年代中期至21世纪20 年代初，酷寒日数倾向率为0.24 d/10 a，酷寒日数呈增加趋势，其中20 世纪90 年代初至21 世纪10 年代中期，年酷寒天气增多明显，年酷寒天气日数最多是85 d（2008 年11 月-2009 年3 月），最少是45 d（2020 年11 月-2021 年3 月）。 测试中的“冷启动”项目只有气温下降至-35 ℃才能开展。

图2 漠河酷寒日数年变化

3.3 极寒天气年变化

1974-2022 年（11 月-次年3 月）漠河年平均极寒天气（≤-40 ℃）13 d（图3），年极寒天气最早出现的日期是11 月17 日， 最晚出现的日期是3 月12日，48 a 平均极寒天气开始的日期为12 月21 日，结束的日期为2 月4 日。 从20 世纪70 年代中期至21世纪20 年代初，极寒日数倾向率为-2.5 d/10 a（通过0.05 显著性检验），极寒日数呈减少趋势，漠河年极寒天气日数最多是47 d （2000 年11 月-2001 年2月），最少是0 d，在1992 年11 月-1993 年3 月没有出现极寒天气[7]。在2000 年10 月-2001 年3 月期间，是出现极寒日数最多的一年， 同时也是出现严寒天气日数最少的一年，正好相反，也就是说，严寒日数减少，相对于极寒和酷寒天气增多。

图3 漠河极寒日数年变化

4 降雪量和雪深分析

4.1 降雪量年变化分析

1974-2022 年漠河年平均降雪量是69.6 mm。 其中漠河年降雪量最多为152.1 mm （图4）， 出现在1998 年，最少为30.0 mm，出现在2013 年，漠河降雪量存在明显的年际变化，年降雪量波动较大，总体呈增加趋势。这和《东北区域气候变化评估报告：2020 决策者摘要》东北区域降水呈增加趋势，降水变化空间差异大，北部和东部呈增加趋势分布特征相一致[8]。

图4 漠河降雪量年变化

4.2 降雪量月变化分析

1974-2022 年(10 月-次年4 月)漠河月平均降雪量最多出现在10 月， 为16.7 mm， 其次是4 月，为14.8 mm。 漠河降雪最早初日为9 月22 日，最晚终日为5 月22 日，48 a 平均降雪初日在10 月8 日，终日在4 月27 日。

4.3 积雪深度月变化分析

1974-2022 年（10 月下旬-次年4 月上旬）漠河各月平均积雪深度都在9 cm 以上，其中3 月平均积雪深度最大，为24 cm。 漠河地理位置偏北，降温早，升温晚。 春、秋两季虽然降雪偏多，由于冷暖交汇，春季气温回暖，积雪开始融化，雪深减小，秋季气温下降，开始出现降雪，雪深偏小。

5 气候空间对比分析

5.1 寒冷级别对比分析

从寒冷级别对比分析（表2），漠河严寒、酷寒、极寒平均初日比黑河和牙克石早，极寒、酷寒、严寒平均终日比黑河和牙克石晚， 其中酷寒和极寒时段均比黑河和牙克石时段长，漠河≤-20 ℃日数130 d，比黑河多42 d，比牙克石多21 d，寒冷期长。 2023 年1月漠河（阿木尔镇）极端最低气温达到-53 ℃，突破1969 年北极村最低气温-52.3 ℃，同时也刷新全国最低气温历史极值，寒地测试挑战-53 ℃极限，是国内最极寒的地区，极寒条件非常适合汽车及零部件、电子产品、建筑材料、高端装备，军工等设施设备极寒测试的天然实验场，每年10 月末-次年4 月上旬，可以满足不同温度环境下测试实验， 均适宜开展冬季汽车测试活动，是开展冬季测试的理想目的地。

表2 寒冷级别对比分析

5.2 冰雪状况对比分析

从降雪状况对比分析（表3），漠河年降雪量69.6 mm，比黑河和牙克石降雪量均偏多，漠河降雪平均初日比黑河和牙克石早， 平均终日比黑河和牙克石晚，积雪日数169 d，比黑河和牙克石积雪期长，漠河最大积雪深度50 cm， 比黑河和牙克石均偏多。 漠河结冰日数244 d， 比黑河和牙克石均偏多。 漠河冰封期长达6 个月， 冰层厚达1-3 m， 冰质清澈，有全国第三大河黑龙江， 水项目形成的测试冰面可为开展冰上汽车提供优质的冰资源。 当江面冰层厚度达到80 cm 以上时， 低附着力的冰雪路面便成为测试底盘、电子设备的最好选择，ABS（防抱死刹车系统）等底盘刹车辅助功能和牵引力控制系统的好坏，都是在冰雪路面测试出来的。

表3 气象要素对比分析

5.3 开展寒地测试优势分析

低温寒冷： 漠河年平均极寒天气（≤-40 ℃）13 d， 现在车企越来越看重在极端低温条件下试车，2023 年1 月漠河出现-53 ℃极寒天气，具备-50 ℃测试环境。

寒冷期长：漠河市年平均日最低气温≤-20 ℃的日数130 d，在各种寒冷程度级别环境温度下，进行寒地测试。

冰雪期长：漠河冰雪期从10 月下旬开始至第二年4 月中旬结束， 共6 个月， 而黑河和牙克石从11月上旬开始至第二年3 月下旬结束，共5 个月，比漠河少1 个月。

6 结论

本文利用1974-2022 年大兴安岭地区漠河国家地面观测站日最低气温≤-20 ℃、降雪量和积雪深度等气象要素进行统计分析，并与黑河市、牙克石市的气候进行对比，得出如下结论：

（1） 漠河市年平均日最低气温≤-20 ℃的日数130 d，根据寒冷程度，选取一级极寒、二级酷寒、三级严寒进行研究，气温决定着发动机冷启动性能试验、采暖性能试验、轮胎试验、非金属制品，电子器件等寒区适应性试验、寒区高速行驶试验、整车寒区可靠性及振动噪声试验等项测试能否正常实行。

（2）通过降雪量和积雪深度分析，在积雪地面进行性能测试、积雪地面最大牵引力测定快动力系统、转向系统、 制动系统、 燃料供给系统寒区适应性试验、雪花侵入试验这些测试项目。 当江面冰层厚度达到80 cm 以上时， 低附着力的冰雪路面便成为测试底盘、电子设备的最好选择，ABS（防抱死刹车系统）等底盘刹车辅助功能和牵引力控制系统的好坏，都是在冰雪路面测试出来的。

（3）漠河开展寒地测试产业的气候优势是低温寒冷，寒冷期长，冰雪期长。 现在车企越来越看重在极端低温条件下试车，2023 年1 月漠河出现-53 ℃极寒天气，具备-50 ℃测试环境。 开展寒地测试气候资源研究， 为漠河寒地测试产业提供气象理论和政策支撑依据，助力寒地经济产业发展，为经济高质量发展加速赋能具有一定意义。