1961―2014年临夏州霜冻特征及防御对策

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1、1961―2014年临夏州霜冻特征及防御对策　　摘要利用甘肃省临夏州6个国家级地面气象观测站1961―2014年共54年地面常规气象资料，使用数据统计、趋势分析和Morlet小波分析方法，对临夏州霜冻天气气候进行分析和研究，结果表明：临夏州的初霜冻出现于9月上旬至10月上旬，终霜冻结束于次年的3月下旬至5月上旬；霜冻出现频次最多和次多月份分别为4月、10月；54年间霜冻发生次数呈先减少后增加趋势；不同强度的霜冻日数变率较大；54年间霜冻发生存在25年、13年、8年和4年周期振荡。　　关键词霜冻；气候特征；小波分析；灾害防御；甘肃临夏；1961―2101

2、4年　　中图分类号P423.3文献标识码A文章编号1007-5739（2016）20-0239-02　　气象学上定义：霜是接近地面层附近的空气温度下降至0℃及以下时，空气中的水汽在地面或地面附着物体上凝华为白色的松脆冰晶状物体[1]，因颜色呈乳白色而俗称为“白霜”。霜冻是指空气温度下降至0℃及以下时，由于低温造成农作物、林果树的植株、茎叶、花和果体受到伤害或死亡的农业气象现象，又被称为“黑霜”8。霜冻在我国北方的秋季和春季比较常见，是一种较严重的农业气象灾害。春季正值农作物出苗和果树挂蕾、开花，而秋季是农作物、蔬菜和瓜果成熟收获时节，而霜冻可致使农作物

3、、林果树的幼苗、花蕾或叶茎遭受到严重的损害或死亡，造成当年粮食和林果业产量锐减或绝收。　　临夏回族自治州（简称临夏州，下同）地处甘肃省中南部，地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，大部分地方属温带半干旱气候，其中西南部山区为高寒阴湿，东北部为干旱地区。特殊的地理位置造成临夏州霜冻气象灾害高发、频发，对农业生产造成严重危害[2]。临夏州是一个以农业生产为主的少数民族地区，近年来地方政府大力倡导和扶持以双垄沟播玉米为代表的旱作农业种植，并取得了一定效益。据不完全统计，仅“十二五”期间，临夏州每年平均遭受霜冻低温冻害农作物面积达8.1万hm2，占全州耕地面积的5

4、7.2%，经济损失达2.64亿元。因此，利用历史气象要素资料分析研究临夏州霜冻时空分布和发生规律，对于防御霜冻灾害，提高农作物和林果业产量具有一定的现实意义。　　1资料与方法　　1.1资料来源　　按霜冻出现和结束的时间来分，将霜冻分为初（秋季）霜冻和终（春季）霜冻。秋季出现的第1个霜冻日被称为当年初霜冻日，春季出现的最后一个霜冻日则被称为当年终霜冻日。从终霜冻日的后1d开始至初霜冻的前1d持续的日数被称为当年的无霜期。本文将霜冻分为轻度、中度、重度3个级别，令Tmin代表日最低气温，定义轻度霜冻为0℃≥Tmin>-2℃；中度霜冻为-2℃≥Tmin>-5

5、℃；重度霜冻为-5℃≥Tmin。所用资料来源于临夏州所辖的临夏市、永靖县、东乡县、和政县、广河县和康乐县6个国家级自动气象观站，1961―82014年共54年间的逐日常规气象观测资料，从中挑选出日最低气温要素，并进行异常值的剔除和滑动插值处理，确保数据的可靠性。　　1.2分析方法　　小波分析方法是20世纪80年代由Morlet提出的一种具有时-频多分辨功能的方法。它能够揭示出隐藏在时间序列中的多种变化周期，充分反映系统在不同时间尺度中的变化趋势，并能对系统未来发展趋势进行定性估计。小波分析的基本思想是用一簇小波函数系来表示或逼近某一信号或函数，先由小波

6、变换得到小波系数，再将小波系数的平方值在B域上进行积分，得到小波方差，小波系数和小波方差是分析时间序列的时频变化特征的基础。本文利用数理统计方法和线性趋势法对临夏州1961―2014年54年间初、终霜冻日，无霜期时空间分布和霜冻频次进行统计和分析；使用Morlet小波分析对霜冻周期规律进行分析，找出振荡周期的规律。　　2结果与分析　　2.1霜冻初、终日时空分布特征　　受特殊地形和气候的影响，临夏州各地的初、终霜冻平均日期差异较大。各地初霜冻平均日期介于9月下旬至10月中旬之间，平均日期最早为和政县9月25日，最晚为永靖县10月22日。各地终霜冻平均日期

7、介于4月中旬至5月中旬之间，平均日期最早为永靖县4月16日，而最晚为和政县5月13日。在空间分布上，全州初霜冻最早在东南方先出现，中部次之，西北部则出现时间为最迟；终霜冻出现时间则刚好相反，空间分布为西北部最早，中部次之，东南部最迟。　　2.2霜冻发生频次及年际变化　　1961―2014年共54年间，临夏州4―86月终霜冻发生频次及轻、中、重度霜冻发生频次呈先增后减趋势，其中1961―1980年呈波动增长趋势，而在1981―2014年又呈减少趋势。而9―10月的初霜冻发生频次及轻、中、重度霜冻发生频次为1960―1970变化不显著，1971―1980显

8、著增加，1981―2014呈显著减少趋势。整体来看，临夏州54年间初终霜冻趋势变化与近年全球气