牡丹江地区46 a 初终霜日及无霜期的变化分析

冀昭元,姜 虹

（牡丹江市气象局，黑龙江 牡丹江 157000）

1 引言

霜是贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点( 指露点低于0 ℃)以下，在地面或物体上凝华而成的白色冰晶[1]，一般出现在深秋至初春时晴朗无风的夜间或清晨。 霜冻是指植物生长季节里因土壤表面和植株体温度降低到0 ℃或0 ℃以下而引起植物冻害[2]，是一种农业气象灾害。 虽然霜、霜冻形成的主要原因均是降温， 但发生霜冻时不一定出现霜，出现霜时也不一定发生霜冻[2]。 如低温高于露点，则不会出现霜，但此时温度已降至0 ℃或以下，农作物同样会受害， 此时植物体内结冰， 使茎叶呈水浸状，后期枝叶逐渐枯萎死亡变成灰黑色，这种不出现霜的冻害，称为“黑霜”[3]，黑霜冻害比白霜严重。 霜冻是造成农业减产的主要原因之一。

2 资料与处理方法

2.1 研究区域概况

牡丹江地区位于黑龙江省东南部， 地处中纬度128°02′-131°18′E，43°24′-45°59′N， 地形以山地、丘陵为主；属于中温带大陆性季风气候区，处于西风环流控制下， 四季分明，季风显著［4］。 1967-2012年平均气温为 3.9 ℃，年平均降水量 518.0 mm，无霜期平均为136 d，主要种植玉米、水稻、大豆等农作物。

2.2 资料和方法

选取牡丹江地区海林、宁安、牡丹江、穆棱、林口、东宁、绥芬河7个市县1967-2012年地面观测资料初、终霜日及无霜期资料。 采用绝对变率［5-6］、标准差［5］分析其变化差异［7-8］；采用线性倾向估计法、5 a滑动平均分析其变化趋势［9］。 其中，绝对变率(n 为样本数，X 为平均值)。

3分析与结果

3.1 初霜日的变化

根据牡丹江各站地面气象资料统计1967-2012年初霜和终霜的出现的次数（表1）。牡丹江各站初霜都出现在每年的9月份和10月份，除东宁外，初霜80%的几率出现在9月。

表1 1967-2012年牡丹江各站初霜出现次数

除东宁外， 牡丹江其他各站初霜日平均大体相当。 东宁因受局地小气候影响，初霜日要比其他各地推迟10 d 左右，终霜日比其他各地要提前10 d 左右结束，无霜期也延长20 d，平均达到154 d，是牡丹江地区最长的。

46 a 来牡丹江地区初霜日历年平均值为9月23日，最早初霜日出现在9月9日，最晚出现在10月10日，极差为 31 d，时间序列绝对变化率 5.27 d，标准差为 6.76。

牡丹江地区初霜日变化（图1）线性倾向率为2.6 d/10a，说明牡丹江地区初霜日变化差异较大，不利于初霜日的预报服务工作。 初霜早或晚，对本地农业生产有较大影响，初霜早，不利于农作物灌浆成熟，易造成农作物产量低下。 滑动平均曲线显示，牡丹江地区初霜日在60年代后期有个小幅延后趋势；70-80年代，基本在历年平均值下呈平稳波动状态；进入90年代后，呈缓慢上升平稳趋势并保持至今。 牡丹江地区初霜日整体呈缓慢上升趋势，特别是90年代后的大部分曲线和趋势线均在平均线之上， 说明初霜日呈缓慢延迟趋势，初霜日偏晚，对农作物的生长发育有积极影响。 46 a 来牡丹江地区初霜日平均推迟了12 d， 而黑龙江省初霜冻1961-2013年平均推迟约8.2 d［10］。

图1 1967-2012年牡丹江地区初霜日变化

3.2 终霜日的变化

牡丹江各地终霜基本出现在4月份和5月份，偶发在6月份，除东宁外，终霜80%的几率出现在5月；东宁因受当地局地小气候的影响，初终霜出现的几率相当（表2）。

表2 1967-2012年牡丹江各站终霜出现次数

牡丹江地区终霜日变化显示（图2），终霜日最早出现在4月25日，最晚出现在5月22日，极差为27 d，终霜日历年平均值为5月9日。 46 a 来终霜日时间序列绝对变率为 5.20 d，标准差为 6.36，线性倾向率为-1.90 d/10 a， 虽然牡丹江地区终霜日比初霜日年际变化差异小， 也要注意春季晚霜的预警预报工作。分析可见牡丹江地区终霜日呈下降-上升-下降的变化趋势，46 a 终霜日平均提前了9 d， 呈提前趋势。

图2 1967-2012年牡丹江地区终霜日变化

3.3 无霜期的变化

对牡丹江地区无霜期变化进行分析（图3），46 a牡丹江地区无霜期平均值为136 d，最长161 d，最短109 d， 极差为52 d。 无霜期时间序列绝对变率为8.26 d，标准差为 10.69，线性倾向率为 4.50 d/10 a，大于全省 3.07 d/10 a［11］。 因无霜期随初、终霜日的变化而改变，初霜日趋势逐渐推迟，而终霜日趋势逐渐提前，因此无霜期线性倾向有增长的趋势。 无霜期滑动平均线性倾向呈逐渐上升状态， 这与牡丹江地区初霜日线性倾向呈上升和终霜日线性倾向呈下降趋势互相一致［12］。

图3 1967-2012年牡丹江地区无霜期变化

从利用气候资源角度分析， 无霜期越长热量资源就越丰富， 对农作物生长有利， 从防御灾害的角度分析， 无霜期变化越不稳定， 农业生产上躲避霜冻的难度越大， 遭灾的危险性越高［8］。 通过以上分析可知， 牡丹江地区无霜期相对稳定， 线性倾向呈小幅上升趋势， 即无霜期逐渐平缓变长， 这将促使热量资源趋于稳定， 有利于作物充分利用光、 热资源， 提高作物干物质质量积累， 从而提升农产品产量和品质。

4 小结与讨论

（1）初霜日的绝对变率为 5.27 d，标准差为 6.76，线性倾向为2.6 d/10a，说明初霜日呈逐年推迟趋势，逐渐偏晚，有利于农作物的生长。 对于初霜日预报要注意其变化趋势。

（2）终霜日的绝对变率为 5.20 d，标准差为 6.36，线性倾向为-1.90 d/10a， 表明终霜日变化趋势提前，应加强春季霜冻预报，减少霜冻对农业生产的影响。

（3）无霜期的绝对变率为 8.26 d，标准差为 10.69，线性倾向率为4.50 d/10a。 表明无霜期有逐年延长的趋势，有利于农作物的发育和生长。

（4）牡丹江地区霜区变化符合我国50 a 霜期变化特征，霜期逐渐缩短，初霜日逐渐推迟，终霜日逐步提前［2］。 作物生长季延长，在利于农业生产的同时要注意极端气象灾害防御工作。