1961—2020年青海共和地区终霜冻气候特征分析

娄仲山

摘要 利用青海省共和县气象局观测1961—2020年的逐日最低气温资料，采用线性气候趋势、M-K气候突变等数理统计方法，分析了共和地区终霜冻的气候变化特征。结果表明：1961—2020年共和地区≤0℃霜冻的终日呈现极显著提前的趋势;终霜日的变异系数为9.5%，80%的保证率在5月3日;共和地区平均终霜冻日于1985年发生了提前突变。

关键词 终霜冻;气候特征;变化趋势;共和

中图分类号：S425 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）07–0042–03

霜冻是一种常见的农业气象灾害，对农业生产布局和耕作模式有一定的影响[1-2]。中国地域辽阔，农业种植结构差异较大，霜冻产生的影响因地区不同也有所差异。初霜冻的提前和终霜冻的推迟都会严重危害农作物，对安排农事活动至关重要。为有效预防霜冻灾害，各地学者对此课题进行了大量的分析研究[3-8]。陈芳[9]、严应存[10]、刘义花等[11]学者对青海省霜冻年际变化、风险区划、霜冻的指标等开展了研究，为指导本区农业防灾减灾发挥了重要作用。

地处青藏高原东北角的共和县是青海藏区人口较多、地域辽阔、畜牧业经济比重较大的一个县，平均海拔3 200 m，总面积1.73万km2，总人口13.6万余人，在青海藏区经济发展布局中处于重要地位。全县农作物总播种面积达307.84 hm2，具有显著的高原大陆性气候特征。相关研究表明，该地区气温呈升高趋势，随着气温的变化，该地区的初终霜冻日随之变化，而关于该地区终霜冻日的深入研究較少[12-14]。该地区每年都有不同程度的霜冻发生，及时准确地霜冻预报，对减轻农业生产的危害具有十分重要的意义。利用1961—2020年共和县气象局观测的终霜冻日资料，利用现代气候诊断分析方法，研究共和地区终霜冻日气候变化特征，以期为共和地区终霜冻气候变化的预测和预报研究提供依据。

1 资料与方法

1.1 资料来源

取自1961—2020年青海省共和县气象局观测的的逐日最低气温资料，将日最低气温≤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[15-16]。用儒历日[17]定义终霜冻日期，将每年的1月1日定义为1，1月2日定义为2，……，2月10日即可定义为41。由此构建历年终霜冻日的数据序列。多年平均值采用1981—2010年的30年平均值。

1.2 研究方法

（1）一元线性趋势法。运用一元线性趋势[18]分析共和地区1961—2020年终霜冻终日的变化趋势并用t检验对其进行信度检验。

（2）80%保证率。保证率是指某一界限以上或以下要素各值出现概率的总和[19-20]。

（3）绝对变率。用文献式子计算初终霜日和无霜期的绝对变率。

（4）采用Mann-Kendall（M-K）法检测终霜冻日的突变。

2 结果与分析

2.1 霜冻终日变化趋势

1961—2020年共和地区霜冻终日日序呈现出波动提前的趋势，5年滑动平均也呈平稳下降趋势，霜冻终日的气候倾向率为3.0 d/10年，霜冻终日与年份之间的相关系数为0.412，通过信度0.001的显著性检验。

1961—2020年共和地区≤0℃霜冻终日呈现极显著的提前趋势，提前了18.1 d。共和地区≤0℃平均霜冻终日出现在5月10日，最早出现在1992年4月17日，最晚出现在1969年6月16日，最早与最晚相差60 d。通过计算得出，共和地区≤0℃霜冻终日的绝对变率为9.7，变异系数为9.5%，80%的保证率为5月3日，终霜冻日的稳定性较差（图1）。

2.2 霜冻终日年代际变化趋势

1961—2020年近60年来共和地区≤0℃霜冻终日随着年代际呈现出提前的趋势，20世纪60～80年代和2011—2020年霜冻终日分别出现在5月24日、5月20日、5月18日和5月11日，比多年平均日期分别偏晚14 d、10 d、8 d和1 d。20世纪90年代和21世纪00年代霜冻终日平均日期分别出现在5月6日和5月8日，比多年平均日期分别偏早4 d和2 d。可见，20世纪60～80年代霜冻终日呈显著下降趋势，20世纪90年代至21世纪00年代下降趋势平稳。根据计算，共和地区霜冻终日年代际的变异系数在5.9%～10.3%之间，其中以20世纪60年代霜冻终日变异系数最大，为10.3%;21世纪00年代霜冻终日的变异系数最小，仅为5.9%;其他年代霜冻终日的变化系数基本稳定，在8.1%～9.0%之间（表1）。

2.3 霜冻终日的气候突变

1961—2020年共和地区霜冻终日在1961—1968年、1972—1976年、1983—2012年时段呈现出提前的趋势，其中以1983—2012年期间提前趋势最明显。霜冻终日在1969—1971年、1977—1982年、2013—2020年时段呈现出推迟趋势，但推迟幅度较小。共和地区霜冻终日的UF曲线与UB曲线于1985年相交，UF线于1999年突破-1.96信度线，表明霜冻终日于1985年发生了一次显著的气候突变，从相对偏晚期转变为相对偏早期，突变后较突变前霜冻终日提前了11.3 d（图2）。

3 结论

（1）1961—2020年共和地区≤0℃霜冻的终日以3.0 d/10年的气候倾向率呈极显著的提前趋势，1961—2020年≤0℃霜冻终日日序提前了18.1 d。共和地区≤0℃霜冻终日平均日期为5月10日，最早日期为1992年4月17日，最晚日期为1969年6月16日，最早与最晚日序差值为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。

（2）1961—2020年共和地区≤0℃霜冻终日随着年代际呈现出提前的趋势，1961—1970年代霜冻终日平均日期较多年平均日期偏晚14 d，霜冻终日变异系数最大为10.3%。1990—2000年霜冻终日平均日期较多年平均日期偏早4 d，变异系数最小仅为5.9%。其他年代霜冻终日的变化系数基本稳定，在8.1%～9.0%之间。

（3）M-K气候突变表明霜冻终日的提前突变发生于1985年，突变后较突变前霜冻终日提前了11.3 d。

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责任编辑：黄艳飞

Analysis of Climatic Cha-racteristics of Final Frost in Gonghe Area of Qinghai Province from 1961 to 2020

LOU Zhong-shan （Qinghai Gonghe County Meteorological Bureau， Gonghe， Qinghai 813099）

Abstract Based on the daily minimum temperature data observed by the Meteorological Bureau of Gonghe County， Qinghai Province from 1961 to 2020， the climate change characteristics of final frost in Gonghe area are analyzed by using mathematical statistical methods such as linear climate trend and m-k climate catastrophe. The results show that the whole day of frost ≤0℃ in the Republic area shows a very significant advance trend from 1961 to 2020; the coefficient of variation on the final frost day is 9.5%， and the guarantee rate of 80% is on May 3; the average final frost day in Gonghe area had an early mutation in 1985.

Key words Final frost; Climatic chara-cteristics; Change trend; Republic