開封市霜凍期氣候特征分析

康暑雨

（開封市氣象局，河南開封 475004）

開封市霜凍期氣候特征分析

康暑雨

（開封市氣象局，河南開封 475004）

以地面最低溫度低于0℃作為霜凍指標，基于河南省開封市1958-2012年逐日地面最低溫度資料，采用線性傾向估計法和累積距平，通過分析初終霜凍日和霜期的變化，研究開封市霜凍期的變化趨勢和異常發(fā)生情況。結果表明，開封市平均初霜凍日為11月3日，平均終霜凍日為4月3日，平均霜期為152d；開封市特早初霜凍、偏早初霜凍、特晚終霜凍、偏晚終霜凍發(fā)生頻率分別為5%、5%、5%、10%；55a間開封市霜凍期的變化趨勢表現(xiàn)為初霜凍日來得遲，終霜凍日結束早；初霜凍日的線性傾向率為2.62d/10a，終霜凍日的線性傾向率為-2.73d/10a。

霜期；初霜凍日；終霜凍日；氣候特征

霜凍是指地表溫度驟降至0℃以下，導致農作物受到損害甚至死亡的農業(yè)氣象災害，通常將春季最后一次霜凍出現(xiàn)的日期看做終霜凍日，而秋季第一次出現(xiàn)霜凍的日期稱為初霜凍日［1］。IPCC第4次報告指出：在過去的100余年里，全球地表溫度上升幅度為（0.74±0.18）℃；自20世紀90年代以來，全球變暖趨勢明顯加快，自1850年以來最暖的12a中有11a集中出現(xiàn)在1995-2006年。之前的研究結果表明［2］，中國的氣候變化與全球氣候變化趨勢具有相當?shù)囊恢滦?。中國地表年平均溫度在過去100a升高了0.5～0.8℃。由于霜凍現(xiàn)象與溫度有著密切的聯(lián)系，在全球變暖引起平均溫度上升的大背景下，霜凍期必然會隨之發(fā)生變化。

在全球變暖背景下，河南省霜凍期變化也較為明顯且存在一定的區(qū)域性差異。本文基于開封市1958-2012年近55a地面最低溫度資料，選擇初霜凍日、終霜凍日和霜期3個特征量，對開封市霜凍變化特征進行分析。

1 資料、指標和方法

研究采用的資料為開封市氣象觀測站1958-2012年的逐日地面最低溫度資料。

參照中國科學技術藍皮書第5號《氣候》對霜凍的定義，把地面最低溫度低于0℃作為判定霜凍的氣候指標，把下半年地面最低溫度首次出現(xiàn)≤0℃的日期定義為初霜凍日，將上半年地面最低溫度最后一次出現(xiàn)≤0℃的日期定義為終霜凍日，初霜凍日和終霜凍日之間的日數(shù)為霜凍期。

由于霜凍日期與大氣最低溫度的變化聯(lián)系密切，由此可認為其與大氣溫度一樣滿足正態(tài)分布。即近似滿足正態(tài)分布密度函數(shù)，異常初霜凍日、終霜凍日的選擇標準為：距平值＜-1.65σ和＞1.65σ的日期分別定義為特早初（終）霜凍日和特晚終（初）霜凍日，距平值在-1.65σ～-σ和σ～1.65σ的日期分別定義為偏早初（終）霜凍日和偏晚終（初）霜凍日。

2 結果與分析

2.1 霜凍的氣候異常特征

統(tǒng)計了1958-2012年開封市異常霜凍日的情況發(fā)現(xiàn)，開封市特早初霜凍日在1958-2012年中僅出現(xiàn)了3次，發(fā)生頻率在5%附近，而且主要發(fā)生在20世紀80年代之前。偏早初霜凍日同樣只發(fā)生了3次，集中分布在20世紀70年代。1958-2012年間其余各年代均發(fā)生了偏晚終霜凍日，55a共發(fā)生了6次，出現(xiàn)概率在10%左右，而在20世紀80年代出現(xiàn)了2次。特晚終霜凍日同樣發(fā)生了3次，主要發(fā)生在20世紀60年代末至70年代，55a發(fā)生頻率為5%。偏晚初霜凍日在55a共出現(xiàn)了8次，20世紀90年代以后出現(xiàn)了6次。偏早終霜凍日在55a出現(xiàn)了6次，20世紀90年代以后出現(xiàn)了5次。特晚初霜凍日和特早終霜凍日全部出現(xiàn)在21世紀以后。由此可見，20世紀90年代以來，初霜凍日多呈現(xiàn)異常晚的變化，終霜凍日多呈現(xiàn)異常早的變化。

2.2 霜凍的年代變化特征

為了分析霜凍的逐年變化特征，本文采用線性傾向估計方法，擬合出初終霜凍日的線性變化趨勢。圖1和圖2縱坐標軸表示該年初、終霜凍日與55a平均日期的天數(shù)差異，正值表示初、終霜凍日相對于平均日期推遲，負值表示初、終霜凍日相對于平均日期提前。

由圖1可以看出，開封市初霜凍日最高可推遲20d，最低可提前24d，總體由負距平向正距平發(fā)展，反映了初霜凍日發(fā)生日期由提前轉為推遲的變化，線性傾向率為2.62d/10a，即初霜凍日每10a平均推遲2.6d，通過0.05的顯著性檢驗，推遲趨勢顯著。由圖2可以看出，開封市終霜凍日最高推遲22d，最低提前27d，總體由正距平向負距平發(fā)展，說明終霜凍日狀態(tài)由推遲變?yōu)樘崆?，線性傾向率為-2.73d/10a，即終霜凍日每10a平均提前2.7d，通過0.05的顯著性檢驗，提前趨勢顯著。

2.3 霜凍期氣候分析

累積距平是常用的通過曲線走勢判斷變化趨勢的方法。由于距平有正有負，當累積距平增加時，表示這段時間霜期距平為正，霜期延長。當累積距平減小時，表示霜期距平為負，霜期縮短。從圖3可以看出，累積距平隨年份的增加而不斷增加，總體呈上升趨勢。1981-1991年累積距平隨年份的增加先減小后增加，反映了這一時期內霜期先縮短后延長的變化特征。1991年以后，累積距平隨年份的增加大體上逐漸減小，雖然有波動，但累積距平總體下降趨勢明顯，說明20世紀90年代以后霜期一直縮短，2008年以后累積距平更是變?yōu)樨撝怠?5a間開封市霜期變化以20世紀80年代為界，1981年以前霜期為延長趨勢，1991年以后霜期為縮短趨勢，可以認為1981-1991年是開封市霜期日數(shù)變化的波動期。

圖1 1958-2012年河南省開封市初霜凍日距平逐年變化

圖2 1958-2012年河南省開封市終霜凍日距平逐年變化

圖3 1958-2012年河南省開封市霜期累積距平

3 結論

①開封市平均初霜凍日為11月3日，平均終霜凍日為4月3日，平均霜期為152d；開封市特早初霜凍、偏早初霜凍、特晚終霜凍、偏晚終霜凍發(fā)生頻率分別為5%、5%、5%、10%。

②1958-2012年開封市霜凍期表現(xiàn)為初霜凍日推后、終霜凍日提前的趨勢；初霜凍日、終霜凍日線性傾向率分別為0.262、-0.273d/a。

③開封市1981年以前霜期為延長趨勢，1991年以后霜期為縮短趨勢，1981-1991年是開封市霜期日數(shù)變化的波動期。

［1］丁一匯，任國玉，石廣玉，等.中國氣候變化的歷史和未來趨勢［J］.氣候變化研究進展，2006（1）：3-8.

［2］王紹武.近百年我國及全球氣溫變化趨勢［J］.氣象，1990（2）：11-15.

Analysis of the Climate Characteristics of Frost in Kaifeng City

Kang Shuyu

（Kaifeng Meteorological Bureau，Kaifeng Henan 475004）

Taking the lowest ground temperature below 0℃as the frost index,based on the daily minimum tempera?ture data of Kaifeng city from 1958 to 2012 in Henan province,the changing trend and abnormal occurrence of frost period in Kaifeng city were studied,through the analysis of first and last frost date and the period of change by using the linear trend estimation and accumulative anomaly.The result showed that the average first frost date was Novem?ber 3rd,the average frost date was April 3rd,while the forst season was about 152 days on averages;The frequency of extremely earliest first frost,earlier first forst,latest end forst and later end frost was separately 5%,5%,5%and 10%.In fifty-five years,the date of first frost had already postponed,the final forst date had advanced;The linear ren?dency rate of first forst date was 2.62 d/10 a,the linear rendency rate of last frost day was-2.73d/10a.

frost season；first frost event；late frost event；climate characteristics

P468

A

1003-5168（2017）02-0146-02

2017-01-18

康暑雨（1989-），女，本科，助理工程師，研究方向：短期天氣預報。