12 霜冻天气特征及预报.docx

第十二章霜冻天气特征及预报霜冻灾害是内蒙古主要农业气象灾害之一，对农业的危害十分严重，严重的霜冻害可使 作物减产30%左右，甚至绝收内蒙古幅员辽阔，粮食种植分布范围广，地形复杂、气候类 型多，因此霜冻灾害影响的范围大；我区气温偏低，热量条件相对不足，遭受霜冻危害的几 率大、程度重近20多年来，由于气候变化和农业科技水平提升，种植结构发生了变化， 霜冻的影响亦趋于复杂化和多样化，从而增大了霜冻灾害的潜在威胁；同时，由于气候变化 导致气候异常和气候变率加大，极端寒冷、炎热等异常事件的增加会诱发和加重霜冻的危害 因此，霜冻是影响自治区农业生产和农业经济的重要灾害，霜冻预报是霜冻灾害防御的一个 关键部分12.1霜冻的定义霜：当贴地层的气温下降到0°C以下时，空气中的水汽在地表或接近地表的物体表面上 凝华成的白色冰晶的天气现象，称做霜，因其可见，亦叫白霜霜冻：是指土壤表面或植物株冠附近最低气温下降到0C以下，使作物遭受冻害的现象 不同作物，遭受冻害的指标有所差异，但农作物的叶面、株茎温度达到0C或以下时，会形 成霜冻灾害当贴地层空气干燥，湿度较小时，气温虽降到0C或以下时，地表未出现白霜， 而此时作物已产生冻害，这种现象亦称为黑霜或暗霜。

内蒙古大部地区属干旱和半干旱区， 空气性对干燥，黑霜发生频率较高冰冻：出现结冰现象时，称为冰冻初霜冻：发生在一年内有霜冻危害的初期，即入秋后第一次出现的霜冻初霜冻主要危 害尚未成熟作物的大秋作物，所以也称“秋霜冻”终霜冻：发生在由寒冷季节向温暖季节过渡时期，即春季最后一次霜冻终霜冻危害作 物的幼苗和开花的果树，也称“春霜冻”无霜期：终霜与初霜的间隔天数称为无霜期一般初霜冻出现的越早，对作物危害越大， 形成的灾害也越重，同样，终霜冻出现的越晚，危害越大12.2霜冻标准及分类在春季和秋季，当最低气温（百叶箱内）降到2C时，地表或地面物体表面最低温度一 般在0C左右，会出现霜或霜冻，大部分作物会形成不同程度的冻害，因此，最低气温小于 或等于2C作为霜冻指标秋季最低气温首次降到2C的日期为初霜日；春季最后一次最低 气温大于或等于2C的终日为终霜日同样，当秋季首次最低气温下降到在2〜4C，或春季 最低气温上升到2〜4C，为轻霜冻单站日最低气温小于等于2C的当日定义为霜日霜冻是在明显降温的天气形势下发生的，根据霜冻发生的天气条件霜冻可分为以下三种 类型：平流霜冻：由于出现寒潮或降温天气使高纬度冷空气向低纬度爆发，或比较强烈的冷平 流引起剧烈降温，使影响区域气温下降到2C或以下，形成的霜冻。

当寒潮爆发引发霜冻时， 往往伴有强风，冷空气入侵后，贴地层空气温度急剧下降，发生冻害；有时冷锋过境后，虽 然夜间阴云密布，但强烈的降温依然会使植物体温度下降到0C以下，发生冻害由于平流 霜冻在一天当中任何时间都可能出现，冷气团的水平范围为几百到几千千米，能够形成全区 大部地区的霜冻灾害，所以是我区霜冻日中最主要的种类此种霜冻由于伴随风的强烈扰动， 使近地层气温的垂直和水平差异较小，因此影响区内不同地块的温度没有显著差异，冻害的 差异程度也较小辐射霜冻：在空气比较干燥，风力较小和晴朗少云的夜间，由于地表和植物表面释放长 波辐射致使最低气温下降到2°C以下，形成霜冻辐射霜冻一般是在地面冷高压的控制下， 在后半夜或日出前，植株表面辐射散热，温度降到0°C以下形成，所以此型霜冻一日内通常 出现在夜间或早晨，它的强度与昼夜温差和下垫面的热力性质有关，不同地块霜冻强度有明 显差异，影响范围具有局地性由于我区地域广、海拔高，春秋季气温日较差大的特点，局 部辐射霜冻亦经常出现平流-辐射霜冻：由平流降温和辐射冷却共同影响而引起的霜冻在我区的霜日中，有 两种情况，白天平流降温，夜间辐射冷却；夜间降温和辐射同时出现，这也是我区常见的霜 冻形式，前一日冷空气入侵造成平流霜冻，使影响区域部分站达到霜冻标准，后一日受地面 冷性高压控制，在微风、少云的天气条件下形成辐射霜冻，从而使冷平流影响区域内未形成 霜冻的地区产生辐射霜冻，或已发生平流霜冻的地区再次遭受辐射霜冻。

我区的霜冻以此种 类型最多，对农业生产形成的危害也最大根据马树庆等（2007）起草的《作物霜冻等级》标准，根据日最低气温下降幅度及植物 遭受冻害、减产的程度，将霜冻害分三个等级，即轻霜冻害、中霜冻害和严重霜冻害轻霜冻害：气温下降比较明显，日最低气温比较低；植株顶部、叶尖或少部分叶片受冻， 部分受冻部位可以恢复；受害株率小于30%，粮食作物减产幅度在5%以内中霜冻害：气温下降很明显，日最低气温很低；植株上半部叶片大部分受冻，且不能恢 复；幼苗部分被冻死；受害株率在30〜70%；粮食作物减产幅度在5〜15%重霜冻害：气温下降特别明显，日最低气温特别低；植株冠层大部叶片受冻死亡或作物 幼苗大部分被冻死；作物受害株率大于70%；粮食作物减产幅度在15%以上12.3气候特征12.3.1资料统计全区资料统计站点为117个，各站点初、终霜冻的平均值取1970〜2000年30年，霜日 取1970〜2008年38年初霜期和终霜期，有15个或以上站出现霜冻，定义为全区霜日，作为霜冻分析个例根据全区117站1970〜2008年逐日最低温度资料，当春季日最低气温最后一次小于等 于2C的初日统计为终霜日，当秋季日最低气温首次小于等于2C的初日统计为初霜日。

当 纬度较高的大兴安岭地区，在夏季6〜8月出现若干段最低气温小于等于2C的时段时，取 其间隔日数最长的一段作为无霜期，并由此确定终霜日和初霜日12.3.2气候特征一般大范围强冷空气活动的强弱和早晚影响初、终霜日的早晚表12-1和表12-2为全 区各站平均初霜、终霜日期的月际分布，在全区1971〜2008年的921个初霜日中，9〜10 月出现频率最高，占82.8%，其中9月为53.4%，其次为10月说明9月是全区霜冻预报的 关键月，此时全区主要作物产区的大秋作物正处于成熟期，较早的初霜冻可形成较重的冻害， 造成大幅减产同此，986个终霜日中，出现在5月份的为51.4%，其次为4月和6月，可 见5月份是全区终霜冻的关注点较晚的终霜使作物在出苗期或生长期受害，严重时导致重 播或改种从图12.1、12.2可知，内蒙古初霜冻出现的日期，具有从北向南推迟的趋势全区初 霜在大兴安岭林区、锡林郭勒盟北部和阴山东段山地开始较早，在9月11日前出现，结束 于翌年5月21日后，全年无霜期在100天左右通辽市、赤峰市南部，呼和浩特市、包头 市、巴彦淖尔市南部，鄂尔多斯市和阿拉善盟初霜始于10月1日附近，而终霜结束在5月 1日前后，无霜期140天以上。

说明传统农区的西辽河流域、河套-土默川平原热量条件相 对较好，作物生长期较长全区平均无霜期最长的地区为通辽市的库伦旗和乌海市，达到160天以上而呼伦贝尔 的鄂伦春旗（50445）、博克图（50632）、额尔古纳（50425）市和乌兰察布市的察右中旗（53378） 全年无霜期不足90天，大兴安岭林区的阿尔山（50727）、图里河（50434）、根河（50431） 不足60天，图里河仅有45天全区初、终霜冻出现的日期，除受寒潮、降温等天气影响外，还与纬度、拔海、地形等 因素相关，一般初霜冻随纬度和地势高度增加而提早，终霜冻随之推迟，无霜期缩短，反之 无霜期延长，终霜早、初霜迟表12.1全区初霜日各月分布8月9月10月初霜日131492271百分比14.2%53.4%29.4%表12.2全区终霜日各月分布4月5月6月终霜日222507220百分比22.5%51.4%22.3%图12.1内蒙古初霜日分布10月29日 10月24日 10月19日 10月14日10月9日 10月4日 9月29日 9月24日 9月19日 9月14日9月9日 9月4日 8月30日6月6日6月1日 5月27日 5月22日 5月17日 5月12日5月7日5月2日 4月27日 4月22日 4月17日 4月12日4月7日 4月2日 3月28日3月23日图12.2内蒙古终霜日分布2X^1一QWA^i-oeA^i-TA^i-2UOZ moz Quoz 2S9I图12.3代表站初霜日年际变化5^? 3^? Q^? „yA? 06A? 2A? 6A? 5A? 4A? 3A? nx-A? iA^l ova? Qv^? 00^? 6^? _hx? 4^? 3^?图12.4代表站终霜日年际变化我们选取扎兰屯、乌兰浩特、通辽、呼和浩特、临河作为年际变化的参考站，由图12.3、 12.3可以看出，我区终、初霜冻有较明显的年际变化，当年与上年一般会相差一旬，说明 变率较大。

表12.3全区霜冻年代际变化（日/月）、^区西部中部东部年代、\初霜终霜初霜终霜初霜终霜71 〜8025/916/517/920/514/926/581 〜9030/97/520/915/518/920/591 〜0029/95/521/914/517/918/501 〜081/103/520/911/520/917/5从表12.3可以看出，全区霜冻具有明显年代际变化，即2000年后全区初霜推迟，终霜 提前，与上世纪70年代比，西部无霜期延长20天左右；中部终霜提前10天以上；东部初 霜推后，终霜提前，无霜期延长3天以上全区最明显的无霜期延长在上世纪90年代最明 显，与70年代相比，平均在10天以上，这说明我区的气象要素的变化不是独立的，是对全 球气候变化的响应，与中国气温变化趋势是一致的12.4影响系统关键区和影响区：图12.5，按照霜冻日前一天和当天高空环流形势，将100〜120°E， 60〜50°N定义为关键区，内蒙古地理狭长，基本呈东北、西南向，与春、秋季冷空气来向 接近垂直，同时考虑冷空气活动造成霜冻在我区的实际影响，将100〜110°E，60〜50°N定 义为西部关键区，110〜120°E，60〜50°N定义为东部关键区；将100〜110°E，50〜40°N为 西部影响区，110〜120°E，50〜40°N为东部影响区。

东部、西部关键区可统称关键区，同 样东部、西部影响区可统称影响区图12.5全区霜冻预报关键区及影响区造成全区霜冻的前一日的环流形势，500hPa主要有两类，按照出现的频次分为贝加尔 湖低槽型和贝加尔湖冷涡型其实质都是中高纬度大气长波系统的更替12.4.1贝加尔湖低槽型典型情况见图12.5，东亚中高纬度长波系统为两脊一槽型环流，即乌拉尔山以东、贝 加尔湖以西、萨彦岭以北为发展强盛略呈东北〜西南向的暖性高压脊，脊后有暖平流；下游 鄂霍次克海到日本海为一相对较弱的高脊;在两脊之间的贝加尔湖东南部为东北〜西南向的 低槽西部关键区处于槽后等高线密集区，有16m・s-以上西北或偏北风，关键区冷中心或 冷槽强度W-28°C由于高度槽与温度槽的振幅相当，而温度槽略落后于高度槽，因此在东 移过程中加强，使较强锋区南压到影响区，从而造成全区大部较强降温，形成平流霜冻有时，冷槽在东移过程中，由于后部高脊。