赤峰市近30年霜凍災害特征分析

苑 俐

(赤峰市氣象局，內蒙古 赤峰 024000)

霜凍是赤峰市主要的農(nóng)業(yè)氣象災害之一，是指氣溫突然下降，地表溫度驟降至0 ℃以下，使農(nóng)作物受到損害，甚至死亡。霜凍通常出現(xiàn)在秋、冬、春三季。一般來說，初霜凍的危害程度遠比終霜凍危害嚴重，因為終霜凍主要發(fā)生在作物苗期，尚有再恢復的可能，因而對農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的影響相對較輕，而初霜凍主要發(fā)生在秋季作物成熟期之前，一旦發(fā)生，將無再恢復的可能，常常造成糧食作物嚴重減產(chǎn)。

在以往的業(yè)務工作中，氣象服務人員通常利用簡單的地表溫度高低來判斷霜凍災害的強弱，而國家標準中對霜凍災害等級的劃分在北方地區(qū)的應用過程中有一定的不合理性，所以利用地方標準對本地霜凍災害進行分析、細化十分必要。

1 數(shù)據(jù)和標準

霜凍災害標準采用內蒙古自治區(qū)地方標準《霜凍災害等級》(DB15/T 1008-2016)中對霜凍災害的定義方法，利用赤峰市14個國家站1961年—2019年逐日地表最低溫度計算得到各站的氣候意義上平均初、終霜凍日期，依據(jù)溫度等級和日期早晚等級劃分指標，將霜凍災害等級劃分為三級，即：輕度霜凍、中度霜凍和重度霜凍。同時根據(jù)赤峰市本地實際情況，在計算霜凍災害等級時，不考慮初(終)霜凍發(fā)生日期較氣候均值正?；蛲?早)的情況(見表1、表2)。

表1 單站初霜凍災害等級劃分指標

表2 單站終霜凍災害等級劃分指標

2 霜凍災害時空分布特征

利用赤峰市14個國家站1981年—2019年逐日地標最低溫度計算得到各站的氣候意義上平均初、終霜凍日期，在計算過程中發(fā)現(xiàn)，20世紀80年代前后霜凍日期發(fā)生顯著改變：20世紀80年代后初霜凍日期呈偏晚的趨勢，終霜凍日期呈偏早的趨勢。具體表現(xiàn)為，20世紀80年代前，赤峰市14個國家站平均初霜凍日期為9月18日，終霜凍日期為5月13日，而對比20世紀80年代以后，初霜凍日期推遲至9月22日前后，同時終霜凍日期提前至5月9日。根據(jù)國家氣候中心規(guī)定，氣候均值時間段的取值范圍為1981年—2010年，這將會導致20世紀80年代前出現(xiàn)霜凍災害的頻率較高，20世紀80年代后則相對減少。所以在后續(xù)研究中，計算各站災害頻率的時間段選取20世紀80年代以后更有實際意義，即選取1981年—2019年，根據(jù)霜凍標準判斷得到對應的三類災害次數(shù)及所占比例(見表3、表4)。同時計算各站有歷史資料以來初、終霜凍極值日期，這部分計算統(tǒng)一選取時間段為1961年—2019年。

從各站的氣候平均初、終霜凍日期可以看出，赤峰市各站初霜凍一般發(fā)生在9月中下旬，而終霜凍一般出現(xiàn)5月上中旬左右，其中崗子站平均初霜凍發(fā)生日期最早，同時終霜凍日期最晚，霜凍日數(shù)最長。北部旗縣出現(xiàn)初霜凍的日期較早，在9月中旬的旬末前后，南部相對較晚，多在9月下旬；而終霜凍的情況則相反，北部除林西地區(qū)外，其余旗縣終霜凍一般發(fā)生在5月中旬，南部則通常在5月上旬。

2.1 初霜凍災害分布特征

從初霜凍日期的歷史極值來看，各站初霜凍最早發(fā)生時間多在9月上旬，其中，富河及崗子分別為9月1日和9月2日，是有歷史資料以來初霜凍發(fā)生最早的兩次過程；初霜凍最晚發(fā)生時間對比來看，各站時間跨度較大，經(jīng)棚最晚為9月29日，而寶國吐、八里罕和天義則為10月17日，相差近20天；同時從年份上可以看出，初霜凍偏早多發(fā)生在20世紀80年代以前，而偏晚基本都發(fā)生在20世紀80年代以后。

20世紀80年代以后，全市發(fā)生輕度初霜凍災害的平均頻率為10.6%；中度初霜凍災害平均發(fā)生頻率為20.5%；重度初霜凍災害平均發(fā)生頻率為5.1%。同時，發(fā)生重度初霜凍災害頻率最高的站點為烏丹站，在近39年中共發(fā)生了6次，幾乎為每6年就會發(fā)生一次；發(fā)生重度災害頻率最低的是八里罕站和天山站，近年來僅發(fā)生過一次。從分布上看，赤峰市南部地區(qū)以及東北部地區(qū)發(fā)生初霜凍災害的概率相對更高一些，通常平均初霜凍日期較晚的地區(qū)更容易發(fā)生災害。

表3 1981年—2019年赤峰市各站平均初霜凍日期、 不同等級災害發(fā)生比例以及歷史極值

2.2 終霜凍災害分布特征

從終霜凍日期的歷史極值來看，終霜凍最早結束時間多在4月下旬，其中寶國吐最早終霜凍日期為4月16日，是全市歷史最早；最晚結束時間多在5月末，其中富河、林東、經(jīng)棚和崗子最晚為5月31日；另外，在極值的年份上有與初霜凍相似的特征，即終霜凍結束偏早多發(fā)生在20世紀80年代以后，而結束偏晚都發(fā)生在20世紀80年代以前。

表4 1981-2019年赤峰市各站平均終霜凍日期、不同 等級災害發(fā)生比例以及歷史極值

20世紀80年代以后，全市發(fā)生輕度終霜凍災害的平均頻率為9.7%；中度終霜凍災害的平均發(fā)生頻率為20.7%；重度終霜凍災害的平均發(fā)生頻率為12.6%。其中，發(fā)生重度終霜凍災害次數(shù)較多的地區(qū)為寶國吐、錦山和天義，在近39年中各發(fā)生了7次，從統(tǒng)計上來看每5年就會發(fā)生一次重度災害。終霜凍災害發(fā)生的空間分布上較為均勻，最易發(fā)生災害的地區(qū)是林西，其次是八里罕。

2.3 霜凍日期時間分布特征

以赤峰站本站為例，通過分析1961年—2019年初(終)霜凍日期，能夠發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)初(終)霜凍的日期呈現(xiàn)多波動的變化形勢，同時通過線性分析能夠得到其整體變化趨勢隨時間推移逐漸偏晚，如圖1所示；而終霜凍日期則相反，呈逐漸偏早的趨勢，如圖2所示。初(終)霜凍日期的這種變化即表示霜凍日長越來越短，猜測這與全球氣候變暖有密切關系。

圖1 1961年—2019年赤峰市本站初霜凍日期變化趨勢

圖2 1961年—2019年赤峰市本站終霜凍日期變化趨勢

3 結束語

根據(jù)內蒙古自治區(qū)地方標準對霜凍災害等級的定義，分析赤峰市14個國家站近30年的霜凍日期，并通過實際分析得到了更適用于赤峰市本地的霜凍災害判斷標準，同時發(fā)現(xiàn)在1980年前后霜凍日期有顯著突變。

在空間分布上，南部和東北部地區(qū)更容易受到初霜凍災害的影響，尤其是重度初霜凍災害，在服務上需要加強關注；終霜凍災害分布較均勻，相對來說林西和八里罕更容易產(chǎn)生終霜凍災害，但災害強度來看，南部及偏東地區(qū)更易發(fā)生重度終霜凍災害。

霜凍出現(xiàn)的時間與地理位置、緯度等存在著一定的關系，還需在下一步工作中具體分析。