Spatial and temporal changes of the abnormal first and last frosts and their influencing factors in Huaihe River Basin from 1960 to 2015

Shang-qian MA, Bo ZHANG, Wen-yi YANG, Mei YANG, Kun WEI, Shuai LI, Hang HE, Qi HOU, Huai-dong WEI
2019 自然资源学报  
1. 西北师范大学地理与环境科学学院, 兰州 730070; 2. 北京师范大学社会发展与公共政策学院, 北京 100875; 3. 甘肃省荒漠化防治重点实验室甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站, 甘肃省治沙研究所, 兰州 730070) 摘要:农作物生长关键期发生的异常初、 终霜日, 对农业生产造成极大损失。准确了解并掌握 异常初、 终霜日在淮河流域的变化规律及成因, 有利于做好霜冻预报服务工作, 减轻霜冻灾害 的影响, 对保障国家粮食稳产、 高产、 安全具有重大的意义。基于淮河流域 1960-2015 年 61 个气 象站点逐日地面 0 cm 最低气温资料, 采用标准差计算了初、 终霜日的稳定性, 使用概率密度函 数定义了异常初、 终霜日, 利用 IDW 插值方法反映气候态转变前后异常初、 终霜日稳定性和频 率, 同时利用线性倾向估计、 M-K、 滑动 t 检验和累计距平法得到气温的变化趋势及突变年份, 相关系数法用来分析环流指数、 气温、 初霜日、 终霜日之间的关系。通过研究得出以下结论: (1) 淮河流域近 56 年来平均气温以 0.18 ℃·10 a -1
more » ... 0.01) 的速率呈现显著的上升趋势并且在 1993 年发生突变, 气候态的转型促进了初霜日的推迟和终霜日的提前。 (2) 气候态的转变导致 初、 终霜日的稳定性降低, 初、 终霜日稳定性随经、 纬度的增加而变好, 初霜日稳定性随海拔升 高而变好, 终霜日稳定性随海拔升高而变化不显著, 终霜日稳定性好于初霜日稳定性。 (3) 偏早 初霜日频率>偏晚终霜日频率>特早初霜日频率>特晚终霜日频率, 且在气候态转型后, 异常初、 终霜日的频率趋于降低, 稳定在 0~20%之间, 异常初霜日发生频率整体高于异常终霜日, 气候 变暖对初霜日的影响大于终霜日。 (4) 异常初、 终霜日频率时空分布差异显著, 高频年代分别为 1970s 和 1960s, 低频年代为 2000s。随着气候的转变, 虽然异常初、 终霜日频率逐步趋于稳定且 处于低频趋势, 但是气候转变促进了淮河流域东南部和南部的特早初霜日频率增加, 南部偏早 初霜日发生频率范围增加。东北部的偏晚初霜日发生频率增加, 同时东南部的特晚终霜日发 生频率也明显增加。 (5) 北半球 9 月极涡面积越小, 淮河流域初霜日越迟 (R=-0.41, P<0.01) 。10 月副高面积增加, 初霜日推迟(R=0.39, P<0.01); 2 月极涡面积减小, 终霜日提前(R=0.29, P<0.05) 。4 月副高面积增大, 终霜日提前 (R=-0.15, P>0.05) , 并且在 1990 年后提前趋势加快。 关键词:农业气象学; 淮河流域; 气候变暖; 异常初、 终霜日; 频率 气象学中的霜是一种天气现象,指当气温下降使得地表或接近地表物体表面的温度 下降到 0 ℃左右,空气中水汽直接凝华在地表或物体上形成白色冰晶的现象,对农作物 基本无害。农业气象学霜冻的定义是,在植物生长季内,土壤表面、植物表面及近地气
doi:10.31497/zrzyxb.20190212 fatcat:kk6vur255vgazgv6hmmyk3lh5q