河西走廊东部初、终霜冻日和无霜期变化特征分析

为了引进适宜作物品种,合理调整种植结构,提高农业产业水平,利用1961—2014年河西走廊东部4个气象站的初、终霜冻日（最低地温≤0℃）和年气温资料,采用气候诊断方法,对河西走廊东部初、终霜冻日及无霜期的变化进行研究。结果表明,在时间变化上,初霜冻日显著推迟,终霜冻日显著提早,无霜期显著延长。初、终霜冻日和无霜期时间序列分别存在8～10年、9～11年、9～10年的准周期变化。初、终霜冻日和无霜期均发生了气候突变。受海拔高度、地形地势和植被覆盖的影响,在空间分布上,初霜冻日为山区早于荒漠区早于绿洲平原区,终霜冻日为山区晚于荒漠区晚于绿洲平原区,无霜期为山区短于荒漠区短于绿洲平原区。初霜冻日、终霜冻日和无霜期与年气温和海拔显著相关。

青海高原主要农业区50年初·终霜冻日变化特征及分布规律分析

选取青海东部农业区的西宁、大通、互助、乐都、民和、湟源、湟中、循化、化隆、贵德和尖扎11个站及柴达木盆地的都兰、诺木洪、大柴旦、格尔木、德令哈、冷湖、天峻、小灶火、茶卡9个站,用1961～2010年逐日最低气温资料,分2、0、-2℃3个温度等级,分析50年来初、终霜冻日及无霜期的变化趋势和年代际变化特征及分布规律。结果表明,20世纪80年代以后初霜冻日逐年推迟、终霜冻日逐年提前,无霜期延长,东部农业区进入21世纪这种情况最为明显,而柴达木盆地80年代最为明显;与60年代相比,21世纪以来初霜冻日推迟,终霜冻日提前,无霜期东部农业区延长20 d,柴达木盆地延长32 d,柴达木盆地初、终霜冻历年变化比东部农业区大,无霜期较东部农业区延长明显。

甘肃陇东苹果春季生长对终霜冻变化的响应特征

使用位于黄土高原中部的甘肃西峰农业气象试验站苹果观测资料和当地平行气象资料,分析了春季终霜冻和苹果生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明:1984年以来,春季终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2 d·10a-1,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005—2006年有增强变化;1984年以来苹果开花盛期以5.9 d·10a-1的速率极显著提前,1998年以来提前趋势更加明显,1998—2012年平均开花盛期比1984—1997年提前10 d。气候持续变暖,苹果开花盛期提前的速率明显大于终霜日提前的速率,表明苹果花蕾出现至开花盛期遭受春季终霜冻危害的气候风险在增大。

江苏初霜冻期发生时空变化特征

利用江苏省35个观测站1961—2008年逐日最低温度资料,计算苏北西部、苏北沿海、宁镇扬和苏南地区初霜期、秋霜日数的年代际时空变化特征。结果表明:江苏初霜由北向南逐渐出现,同纬度地区内陆略早于沿海;秋霜日数北部明显多于南部。初霜发生日期具有明显的年代际变化特征,各区特早初霜期均出现在1991年之前,20世纪90年代之后,初霜期偏晚年份逐渐增多,各区特晚初霜期均出现在1994年之后。48年中,各区平均初霜期均呈现明显推迟的变化趋势,各区初霜期在1998年发生突变,突变后的平均初霜期比突变前延迟了6～10d。各区秋霜日数均呈现明显减少变化趋势,苏南地区在1996年、其他3个区在1998年发生突变,突变后的平均秋霜日数比突变前减少了2～5d。

近46年大连地区初、终霜冻事件和无霜冻期变化

以不高于0℃最低气温作为霜冻指标,利用1961—2006年大连地区3个国家级气象站逐日最低气温资料,采用现代气候诊断分析方法,分析了该地区初、终霜冻事件和无霜期变化的特征。结果表明:近46年来,大连和瓦房店站均表现为初霜冻日推迟、终霜冻日提早、无霜冻期延长的变化趋势,其中瓦房店站表现得更为显著;庄河站的初霜冻日和终霜冻日表现出相似的变化,但各自的变化趋势不显著,而无霜冻期延长趋势显著;大连境内极早初霜冻日和极晚终霜冻日发生频数分别为1～3次和1～4次,大连最多,瓦房店最少;大连站的初霜冻日期存在2年和11年的显著周期,终霜冻日期存在22年的显著周期,庄河站的初霜冻日期和无霜冻期均存在11年左右显著周期;异常霜冻事件大连和庄河站20世纪60年代出现的频数最多,21世纪初最少;而瓦房店21世纪初异常霜冻事件出现的频数最多,20世纪80年代最少。

1960—2016年沈阳地区霜冻初、终日和无霜冻期时空特征

基于1960—2016年沈阳地区5个气象观测站逐日最低气温资料,采用气候统计学方法,分析该地区霜冻初、终日和无霜冻期的时空特征及其对农业的影响。结果表明:近57 a来,沈阳地区霜冻初日呈推迟趋势,平均每10 a推迟0.9 d,而终日呈显著提前趋势,平均每10 a提前1.9 d,导致无霜冻期显著延长,平均每10 a延长2.8 d,有利于作物生长季延长、热量资源增加;霜冻变化存在不稳定性波动,对农业生产极为不利,不稳定性由大到小依次为无霜冻期、霜冻终日、霜冻初日;霜冻极早初日除康平出现3次,其他地区出现频数为5~6次,极晚终日发生频数为4~7次,新民最多。

宁夏春霜冻期最低气温和霜冻日数时空变化特征

基于宁夏1961-2016年19个气象站点最低气温逐日观测资料,研究春霜冻期最低气温和霜冻日数的时空变化和周期特征。结果表明:近56 a,宁夏全区春霜冻期最低气温平均为0.59℃,且呈显著升高趋势,而春霜冻日数平均为3.9 d,呈显著减少趋势。春霜冻期最低气温和霜冻日数呈极显著负相关关系,且两者在空间上呈现反向分布,其中宁夏中部为最低气温高值区,南部为低值区,而霜冻日数正好相反。全区74%的站点最低气温显著上升,53%的站点霜冻日数显著下降,同一站点两者表现趋势并不完全相反,但Sen斜率均较小。最低气温和霜冻日数的周期性特征明显且相似,20~25 a和10 a左右的周期稳定,且1967年以前两者振荡最为剧烈,而后趋于平缓,表明未来宁夏春霜冻日数可能持续平缓下降。

内蒙古自治区1971—2018年春季终霜冻日期时空分布特征分析

采用内蒙古自治区94个国家级气象站1971—2018年逐日地面最低温度资料,以最低地温≤0℃为指标,统计分析了内蒙古各地春季终霜冻日期的时空分布特征。结果表明:终霜冻的平均日期与纬度、海拔相关显著,纬度和海拔越低,出现越早;终霜冻日期的年际变率与海拔高度关系密切,海拔越高年际变率越大;大部分测站的终霜冻日期存在提前趋势,趋势系数与海拔有一定关联,海拔增高有利于趋势提前;大部分测站的终霜冻日期存在气候突变,突变年份与纬度有一定关联,纬度增高有利于突变偏晚;平均每年终霜冻的无灾害等级、轻度灾害等级、中度灾害等级和重度灾害等级的站数分别占总站数的49%,18%,16%,17%;在近48 a中,无灾害等级的站数呈显著的增加趋势,轻度灾害等级的站数变化趋势不明显,中度灾害等级的站数略呈下降趋势,重度灾害等级的站数呈明显的下降趋势;对终霜冻日期进行自然正交展开(EOF)分析,得到两个主要模态,第一模态表现为全区一致型,时间系数呈明显下降趋势,体现了气候因素的影响;第二模态表现为南北反向型,荷载值与内蒙古自治区各站纬度和海拔高度的地理信息对应较好,没有提前或推后的变化趋势,体现了地理因素的影响。

鲁西北霜冻日期变化特征及防御措施

利用地面最低温度≤0.0℃(以下用T_D≤0.0℃表示)作为霜冻指标,采用数理统计方法对德州地区近40年霜冻日期变化规律分析得出:该地区初霜冻推迟,气候变化率为0.467d/10a;终霜冻提前,气候变化率为2.06d/10a;霜冻期缩短,气候变化率为3.567d/10a.从年代际变化情况来看:20世纪70-90年代变化不太显著,2000年后变化更为明显,初霜冻推迟2天,终霜冻提前7天,霜冻期缩短11天;研究得出:上年度终霜冻推迟且造成灾害的年份,当年初冬遭受低温冻害的可能性较大.

近50年山西终霜冻变化特征分析

利用山西62个测站1961-2010年的逐日最低地温资料，分析了终霜冻的历年变化规律和空间分布特征。结果表明：（1）1961-2010年平均终霜冻日呈现提早结束的趋势，并伴有明显的波动变化；21世纪的10年是平均终霜冻波动最为剧烈的时期。（2）山西省1961-2010年平均终霜冻日为4月12日，其分布整体呈现南早北晚的特征，从3月中旬到5月中旬，终霜冻自南向北相继结束。（3）山西省正常终霜冻的发生概率为54％～74％，从东北到西南的分布为“小-大”相间分布，概率较大的地区主要位于中部和东南部；偏晚终霜冻的发生概率为2％～22％，南部和北部是其发生概率最大的地区；特晚终霜冻的发生概率为14％～36％，概率较大的地区主要集中在北中部。（4） M-K突变检验表明，山西平均终霜冻在1990年发生了一次显著的气候突变；1975-1996年，山西大部分站点的终霜冻日都发生了显著的气候突变。（5）1961～2010年山西终霜冻变化趋势的分布具有明显的区域差异，从南到北呈“大-小”相间分布，提前幅度较大的地区主要位于中西部和南部，推后幅度较大的地区集中在西北部以及中东部。（6）2001-2010年山西轻微、中度和重度终霜冻的主周期分别为15a、12a和7a；次周期分别为1a、1a和5a。

基于距平指标的白银市晚霜冻强度及终霜日变化特征

根据白银市春季气候特征及农业生产实际,以最低地温负距平为指标对晚霜冻强度进行等级划分,在此基础上,分析晚霜冻及终霜日变化规律。结果表明,白银市晚霜冻日数以会宁最多,占全市霜冻总日数的29.2%;白银次之,占总日数的27.4%;景泰占总日数的23.5%;靖远最少,占总日数的19.9%。晚霜冻日数越往后期越少,但对作物的危害程度后期更为严重,5月出现霜冻都会对作物造成严重危害。白银市各站终霜日均有提前趋势,全市平均提前率为1.91d/10a。终霜日景泰和白银均存在2年左右的显著周期,靖远有显著的5年左右平均周期,会宁没有明显的周期性。

石河子地区终霜冻变化特征分析

通过对1961~2016年石河子地区四个气象站的终霜日资料,分析了近55年石河子地区终霜冻变化特征,得出以下结论:石河子地区终霜冻大部分在3月下旬到5月上旬出现,4月出现频率最多;从沿天山一带乌奎沿线一带的平原地区,冷空气从北方南下,一般从北向南推进,全地区无霜冻期平均161.5~175.9d,最长为206~235d,最短出现在乌兰乌苏;最长出现在莫索湾。从终霜日变幅来看,变幅最大值在炮台为81d;最小值在莫索湾为56d。55年里垦区终霜冻环流形势常见有两脊一槽型共有17次,一脊一槽(涡)型有16次,西北气流型或北支槽发展东南下型有15次,持续冷槽型有5次。

河套地区春霜冻期日最低气温和霜冻日数时空变化特征

利用巴彦淖尔河套地区1960~2020年5个国家气象站逐日日最低气温资料,运用统计学方法,研究春霜冻期日最低气温和霜冻日数的时空变化特征。结果表明:近61年河套地区春霜冻期日最低气温平均为6.2℃,平均每年日最低气温升高0.07℃。终霜冻日数平均为9.8 d,平均每年霜冻日数减少0.2 d。春霜冻期日最低气温和霜冻日数呈负相关关系,日最低气温每升高1℃,霜冻日数约减少3.03 d,且两者在空间上呈反位相。河套地区西南、东南部是日最低气温的高值区和霜冻日数的低值区,北部则是日最低气温的低值区和霜冻日数的高值区。

赤峰市近50年初霜冻日期变化特征分析

选取地面0 cm温度≤0℃作为霜冻的气候指标,采用基础统计方法和气候诊断分析方法对赤峰市14个站的初霜冻日期进行统计分析,结果表明:赤峰市平均初霜冻日期为9月21日,空间差异明显;初霜冻日期推迟显著,平均气候倾向率为每10年1.5 d;初霜冻日期在1997年发生突变,突变前后平均日期相差4 d。

1961—2007年我国霜冻变化特征

利用1961—2007年我国577个测站的均一化逐日最低气温资料,根据通用的霜冻气候统计指标计算历年初、终霜冻日期及无霜冻期。结果显示:初、终霜冻日期及无霜冻期标准差和极差北方地区较南方地区偏小;全国大部地区终霜冻日期的年际间差异比初霜冻日期大,无霜冻期的年际变化又比终霜冻日期大;从线性变化趋势看,近47年,全国平均终霜冻日期提早2.0d/10a,初霜冻日期推迟1.3d/10a,无霜冻期延长3.4d/10a;终霜冻日期提早幅度大于初霜冻日期推迟幅度;从年代际变化来看,全国平均终霜冻日期自20世纪80年代起明显提早,初霜冻日期20世纪90年代开始明显推迟,全国平均终霜冻日期提早时间明显比初霜冻日期推迟时间长;同终霜冻期年代际变化一样,全国平均无霜冻期自20世纪80年代起明显延长。

1961—2010年青海省霜冻灾害变化特征及风险区划

基于青海省历史日最低气温、青海省农作物种植总面积、农作物产量等要素,运用数理统计构建致灾因子危险性、暴露性和灾损敏感性指数,采用图表法和指数乘积法开展青海省霜冻灾害变化特征及风险区划。结果表明,青海省作物种植区均有霜冻灾害,中心集中在东部农业区的门源、大通、互助、湟源和湟中,柴达木盆地东部的德令哈、都兰和乌兰,以及贵南和共和等地;发生时段主要在4—9月,5月发生频率最高;年际间霜冻灾害呈波动增加趋势,但趋势不显著,年代际间霜冻灾害呈显著波动增加趋势;霜冻灾害高风险区主要分布在东北部的门源、互助、大通和祁连东部。

宁夏近44a霜冻的气候变化特征

对宁夏1961-2004年间霜冻发生次数、霜期的变化特征进行了分析,结果表明：宁夏霜冻发生主要集中在4月和10月,出现次数4月中旬最多,春季霜冻明显多于秋季;发生次数南北差异较大,宁南山区发生频率较高,年平均发生次数达8.7-10.8次。同心出现次数最少,年平均只有2.1次;霜冻发生次数阶段性变化呈“1升1降”和“1升2降”分布,总体呈下降趋势,其中6月、秋季下降趋势明显。霜冻年发生次数的跃变点是1984年,跃变年以后霜冻发生次数明显减少;3个区域的气候变化趋势均为初霜日逐渐推迟,终霜日逐渐提前,无霜期逐渐延长。

江苏春季霜冻气候变化特征及其未来可能变化趋势

在利用江苏省35站1961-2008年气象观测资料分析春霜冻发生时空演变特征的基础上，利用“WCRP”的耦合模式比较计划一阶段3的多模式未来气候数据，分析了未来不同气候变化情景下江苏省春霜冻变化趋势。结果表明：近48a来，江苏省终霜冻期显著提早、春霜冻日数明显减少；终霜冻期和春霜冻日数均在20世纪90年代后期发生气候突变。在未来全球气候变化背景下，江苏的终霜冻期将进一步明显提前，其中在中排放情景下（A1B），2020s终霜冻期将比1961-1999平均终霜冻期提前4．6～9．6d，至2060s将提前14．6～17．7d；在高排放情景下（A2），2020s将提前7．3～11．3d，至2060s将提前12．8～16．5d；在低排放情景下（B1），2020s将提前5．3～10．2d，至2060s将提前9．4～14．2d。

近40年甘肃河东地区大范围霜冻变化特征

[目的]研究近40年甘肃河东地区大范围霜冻的变化特征。[方法]利用1969～2008年甘肃河东地区分布较为均匀的15个站点的逐日最低温度资料,根据通用的霜冻气候统计指标,分析了近40年甘肃河东地区大范围霜冻及大范围连续性霜冻的变化特征。[结果]自20世纪90年代起,甘肃河东地区平均终霜冻日期明显提早,初霜冻日期开始明显推迟,终霜冻日期提早时间明显比初霜冻日期推迟时间长;平均无霜冻期也明显延长。极早初霜冻日与极晚终霜冻日多发生于70、80年代,而极晚初霜冻日与极早终霜冻日则多发生于90年代中期以后;极长无霜冻期则逐渐变为频繁出现。40年来,连续性霜冻在逐渐减少,且强度也在降低。[结论]该研究有助于了解甘肃河东地区霜冻气候和气候变化特征,对提高该地区异常霜冻灾害的预测能力、有效防御霜冻灾害、提高农作物产量具有重要的现实指导意义。