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1960—2016年沈阳地区霜冻初、终日和无霜冻期时空特征

更新时间:2016-07-05

引 言

霜冻是指生长季内因植株体温降至0 ℃以下而受害的一种农业气象灾害,发生于春秋季节。通常将春季最后一次霜冻出现的日期称作霜冻终日,秋季第一次出现霜冻的日期称作霜冻初日,一年中霜冻终日至初日之间的天数称作无霜冻期[1-3]。霜冻初、终日和无霜冻期是评价一个地区热量资源多寡、作物种植布局合理与否的主要依据之一,尤其是我国北方,一旦出现霜冻初日异常提前或者终日异常推迟,都会对农业生产造成较大影响。近年来,在气候变暖背景下霜冻初、终日和无霜冻期的变化研究受到广泛关注[4-7]。研究表明,伴随着全球气候变暖,美国[8]、德国[9]、加拿大[10]等多地霜冻初日推迟,终日提前,无霜冻期延长。中国大部分地区[11-16],尤其是东部地区,霜冻也呈现出初日推迟、终日提前、无霜冻期延长的变化特征。气候变暖是其根本原因,但这种影响存在区域性差异。

沈阳市位于辽宁省中部,地势平坦,以平原为主,农业种植结构多样化,多为大田露地栽培,霜冻终日偏晚不利于春播作物苗期、果树花期以及露地栽培蔬菜生长发育,而霜冻初日偏早不利于大田作物及果蔬成熟期生产品质[17-19]。如1988年5月2日,沈阳地区最低气温降至0 ℃以下,郊区地面最低温度为-4~-3 ℃,近12万株西红柿苗和3万株茄子苗冻死。

本文以1960—2016年沈阳地区具有代表性的康平、法库、新民、辽中和浑南5个气象观测站逐日最低气温资料,分析该地区霜冻初、终日和无霜冻期的时空变化特征,为应对气候变化,采取有效防御霜冻灾害措施、优化农业结构和作物布局、保障农业生产提供参考。

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1 资料与方法

1.1

选取1960—2016年沈阳地区时间序列较长的5个气象观测站(康平、法库、新民、辽中和浑南)逐日最低气温资料。

霜冻是由于气温降低而导致农作物受冻的灾害,是以日最低气温≤0 ℃作为指标,秋季日最低气温≤0 ℃的第一天定义为霜冻初日,春季日最低气温≤0 ℃的最后一天定义为霜冻终日,霜冻终日的翌日至初日的前一天之间的日数为无霜冻期[20-21]

1.2 霜冻异常初终日的确定方法

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P(-1.65δ<X-μ<1.65δ)=0.90

(1)

[1-P(-1.65δ<X-μ<1.65δ)]/2=0.05

(2)

式中:P为霜冻极早初日、极晚终日的概率(%);为了便于霜冻初日、终日日期的统计,以日序代替日期,即以1月1日为起点记为1,依次类推,如3月1日记为60,则X为霜冻初、终日日序;μ为1981—2010年平均初、终霜冻日日序均值;δ为初、终霜冻日日序标准差。

X-μ<-1.65δX-μ>1.65δ分别定义为霜冻极早初日和极晚终日。根据上述标准,统计了1960—2016年沈阳地区霜冻异常初、终日出现年份。

另外,采用气候倾向率和距平分析方法对气象要素进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 霜冻初终日及无霜冻期空间分布特征

沈阳各地区霜冻终日集中出现在4月中旬,平均终日为4月15日,霜冻最早、最晚终日均出现在新民,分别为3月28日(2002年)、5月7日(1968年);全区霜冻最早、最晚终日相差29~40 d,终日变幅浑南最小,新民最大。

表1是1960—2016年沈阳各地区霜冻初、终日及无霜冻期的特征统计。近57 a来,沈阳地区霜冻初日集中在10月中旬,平均初日为10月12日,最早霜冻初日出现在法库县,为9月19日(1977年),最晚出现在新民和浑南,为10月31日(1998年);法库县霜冻最早、最晚初日变幅最大,达41 d,其他地区霜冻最早、最晚初日相差30~32 d,其中康平霜冻初日变幅最小。

各地区平均无霜冻期为171~183 d,无霜冻期最长出现在新民和浑南为212 d(1998年),最短出现在新民为144 d(1968年);各地无霜冻期变幅为 51~83 d,康平和辽中变幅最小,法库变幅最大。

2.2 霜冻初终日及无霜冻期年变化趋势

图1为1960—2016年沈阳地区霜冻平均初、终日及无霜冻期的年际及年代际变化趋势。可以看出,近57 a来沈阳地区霜冻初日整体呈不显著推迟趋势,平均每10 a推迟0.9 d;与多年平均值比较,1960年代、1970年代、2010—2016年霜冻初日较平均值偏早2~4 d,其他年代较平均值偏晚1~3 d,经历“早、晚、早”的阶段变化[图1(a)]。霜冻终日整体呈显著持续提前趋势,平均每10 a提前1.9 d,1980年代以前霜冻终日较多年平均值偏晚2~7 d,1980年代以后终日较多年平均值偏早1~4 d[图1(b)]。受霜冻终日提前、初日推迟影响,无霜冻期以2.8 d·(10 a)-1的趋势延长,57 a延长16.0 d。其中,1980年代以前无霜冻期较多年平均值偏少,而后持续较平均值偏多[图1(c)]。

综上所述,沈阳地区总体呈现霜冻初日推迟、终日提前、无霜冻期延长的趋势,各地区霜冻初、终日及无霜冻期的变化趋势与全区一致,但变化幅度有较明显的区域性差异,西北地区(康平、法库和新民)霜冻初、终日及无霜冻期年变化幅度较为明显,而东南部变化相对较小(表2)。

表1 19602016年沈阳地区霜冻初终日及无霜冻期特征统计 Tab.1 The characteristics statistics of the first and last dates of frost and frostless periods in Shenyang of Liaoning Province from 1960 to 2016

地区霜冻初日霜冻终日无霜冻期/d平均日期最早日期最晚日期极差/d平均日期最早日期最晚日期极差/d平均最短最长极差康平10-1409-3010-303004-1404-0105-033218316021151法库10-0809-1910-304104-1904-0105-053417115021183辽中10-1409-2910-303104-1304-0105-013018316021151新民10-1309-2910-313204-1303-2805-074018214421268浑南10-1309-2910-313204-1403-3104-292918016021252

注:09-30表示9月30日,其他以此类推。

图1 1960—2016年沈阳地区霜冻初日(a)、终日(b)及无霜冻期(c)的变化趋势 Fig.1 Change trends of the first (a) and the last (b) dates of frost, and frostless period (c) in Shenyang of Liaoning Province from 1960 to 2016

表2 19602016年沈阳地区霜冻初终日及无霜冻期的气候倾向率 Tab.2 Climatic tendency rates of the first and the last dates of frost and frostless period in Shenyang of Liaoning Province from 1960 to 2016 单位:d·(10 a)-1

地区气候倾向率初日终日无霜冻期康平1.4**-2.4**3.8**法库1.1-1.9**3.0**辽中0.3-1.6**1.9*新民1.5**-3.1**4.7**浑南0.2-0.50.6平均0.9*-2.0**2.8**

注:*、**分别表示通过0.05、0.01的显著性水平检验。

2.3 霜冻异常初终日时空变化特征

霜冻初、终日的稳定性对春秋季农事生产具有一定影响,特别是终日的不稳定性易导致春季霜冻害及倒春寒的发生,严重影响早春大田作物的播种。从绝对变率来看,沈阳地区霜冻初日平均绝对变率小于终日,说明霜冻初日较终日稳定,年际波动相对较小;无霜冻期平均绝对变率较前两者大,说明无霜冻期稳定性较差,年际波动更大。从绝对变率的年代际变化趋势来看,除霜冻初日无明显变化特征外,霜冻终日和无霜冻期的绝对变率均有减弱趋势,说明霜冻不稳定性有减弱倾向(表3)。

表3 沈阳地区不同年代霜冻初终日及无霜冻期平均绝对变率 Tab.3 The mean absolute variation rate of the first and the last dates of frost and frostless period in different decades in Shenyang of Liaoning Province 单位:%

时 段平均绝对变率霜冻初日霜冻终日无霜冻期1960—1969年6.18.212.01970—1979年3.65.97.31980—1989年4.65.06.41990—1999年7.05.810.62000—2009年5.16.59.42010—2016年5.34.86.7

[13] 叶殿秀,张勇. 1961—2007年我国霜冻变化特征[J]. 应用气象学报,2008,19(6):661-665.

表4 19602016年沈阳地区霜冻极早晚初()日和极长()无霜冻期出现年份 Tab.4 The years with exceeding early and late of the first (last) date and exceeding long (short) of frostless period of frost events in Shenyang during 1960-2016

站名霜冻初日霜冻终日无霜冻期极早极晚极早极晚极长极短康平1963,1984,20151988,1995,19981961,1965,1974,199919981961,1963,1964,1965,1969,1974,1976,1999法库1962,1964,1977,1981,200119981998,20091961,1966,1969,19881998,20091962,1963,1966,1969,1977,2001辽中1963,1979,1992,1997,2014,20151988,1994,1995,19981960,1965,1966,1979,198719981960,1963,1969,1979新民1962,1963,1967,1968,1969,19971988,1995,19981960,1963,1965,1966,1968,1974,198719981962,1963,1965,1967,1968,1969,1974浑南1962,1963,1969,2011,2014,20151988,1995,19981975,1981,1998,20041964,1966,1970,1987,2007,20081998,20041964,1969,2007,2011,2015

3 结论与讨论

(1)1960—2016年,沈阳地区霜冻初日平均为10月12日,最早为9月19日;霜冻终日平均为4月15日,最晚出现在5月7日;平均无霜冻期171~183 d,极差为51~83 d。

4.3.2 教师层面 首先,作为一名数学教师,要有全新的数学文化观,在数学教育过程中充分注重数学文化传授。“寓数学思维方式、数学意识、数学精神、数学传统于其内,给冰冷的数学知识营造出春暖花开的气候”[5]。其次,作为一名数学教师,只有在课堂上充分揭示数学的文化特征,才能活跃课堂气氛,提高学生学习兴趣,增强学生文化底蕴。最后,教师要独立思考,善于学习和创新,感染、启发、激励学生,让学生在潜移默化中对数学产生兴趣,从而学好数学,进而感悟数学,最后达到爱好数学的最高境界。

(2)近57 a来,沈阳地区霜冻整体呈现初日推迟、终日显著提前、无霜冻期显著延长的趋势。其中,霜冻初日平均每10 a推迟0.9 d,终日平均每10 a提前1.9 d,无霜冻期平均每10 a延长2.8 d。同时,霜冻存在明显的年代际波动,霜冻初日较平均值经历“早、晚、早”的阶段性变化,终日经历了由晚变早的变化,而无霜冻期经历由少变多的变化。

纤维素属于多羟基葡萄糖聚合物,是无水葡萄糖残基通过β-1和4苷键连接而成的立体规整性高分子。从化学结构上看,天然纤维素高分子内含有许多亲水性的羟基集团;从物理构造上,纤维素又是一种纤维状、多毛细管的高分子聚合物,具有多孔和大表面积的特性,因此纤维素具有一定的亲和吸附性[5]。

[5] 翟盘茂,潘晓华. 中国北方近50年温度和降水极端事件变化[J]. 地理学报,2003,58(增):1-10.

担任班主任的高校教师很多刚刚进入工作岗位,对近几年来的就业形势较为熟悉,观点新颖,具有时代性,能够更好的针对近几年的就业形势进行分析,帮助学生建立正确的职业生涯规划。而不是仅仅将书本的知识教授给学生,造成学生在职业生涯规划中不关注社会现状,影响就业效果。

综上所述,沈阳地区霜冻变化趋势整体利于作物生长季的延长,生长季热量资源的增加,这对扩大晚熟品种的种植面积、提高农产品产量和品质十分有利。然而,霜冻变化的不稳定性容易导致个别年份出现霜冻初日过早、终日偏晚现象,增加低温灾害风险,不利于农业生产。因此,在安排、调整作物种植计划和布局时,不能忽视霜冻害的影响,可采取灌溉、覆盖等措施降低霜冻危害。

参考文献:

岩石运输方案确定后,根据地形地质条件及境界圈定的原则及参数,重新圈定了露天开采境界,境界圈定结果为:矿石3 500万t,岩石为1.86亿m3,平均剥采比14.31t/t。经编制采剥进度计划,露天技改时间2年,矿山技改工程结束后第一年达到设计能力,矿山露天服务年限13年,其中露天采矿达产年限10年,第11年减产至250万 t/a。

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霜冻日期与气温变化密切相关,因此它同气温一样具有正态分布特征。挑选霜冻极早初日和极晚终日的概率值均为0.05较为合适。根据正态分布原理,其关系式[22]如下:

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(3)近57 a,沈阳地区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,但这种不稳定性在年代际变化上有减弱趋势。各站霜冻极早、极晚初日均有出现,出现频数分别为3~6次和1~4次,前者以辽中、新民、浑南最多,且多集中在1960年代,后者以辽中最多,且多出现在1990年代;霜冻极早终日仅法库和浑南2站出现,而极晚终日各站均有出现,发生频数为4~7次,新民最多,多集中出现在1960年代。极长、极短无霜冻期各站均有出现,前者发生频数(1~2次)较后者(4~8次)明显偏少,分别多发生在1990年代末和1960年代。

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电力电缆大多是都布置在地下的,由于地下环境比较特殊,土壤的酸碱性有所不同,这就使得电缆线在不同的自然条件下发生变化。比如,工厂附近的电缆,其保护层就受到侵蚀和破坏。其次,有的地方土壤温度要高于周围的环境,电缆线在这样的环境下最容易发生膨胀,因此,在安装电缆的过程中,一定要排出接头处的安全隐患,尤其是在较为湿润的地方,很容易造成电缆线的接头处发生浸水而漏电。城市的道路上,经常会有无数车辆经过,在多次碾压与振动下,布置在马路下面的电缆线也会发生极大的破坏。

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表4是沈阳地区1960—2016年霜冻极早、晚初(终)日和极长(短)无霜冻期出现年份。可以看出,近57 a沈阳地区霜冻极早初日各站均有出现,出现频数为3~6次,辽中、新民、浑南最多,各站出现年份以1960年代居多;霜冻极晚初日各站均有出现,出现频数为1~4次,以辽中最多,各站主要出现在1990年代。然而,霜冻极早终日出现站点较少,仅法库和浑南2站,出现频数为2~4次,前者在1990年代和2000年代各出现一次,而后者在1970年代以后每10 a出现一次;霜冻极晚终日各站均有出现,出现频数较极早终日明显增多,为4~7次,其中新民最多,康平和法库最少,多集中出现在1960年代。近57 a来,沈阳地区极长、极短无霜冻期各站均有出现,极长无霜冻期发生频数较极短无霜冻期明显偏少,前者为1~2次,多发生在1990年代末,而后者为4~8次,多发生在1960年代。

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不一会儿,天边响起一阵轰鸣,黑压压的鬼子飞机从东边的天空快速向高家岭方向飞来。看来,集结在山下的鬼子一直在等待的就是它们。

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(2)就叠合梁主梁桥面板的支架设计来说,基本结构使用拉杆整体悬挂的设计,悬挂拉杆使用M20型号的弯钩螺杆,并和主梁采用双面焊接的方式。纵桥的距离要控制在1m左右,对此详见图2所示。

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《干旱气象》 2018年第02期
《干旱气象》2018年第02期文献

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