四会市低温与霜冻气候变化特征分析摘要利用1961—2010年四会市气象观测站50年逐日观测资料，对四会市出现低温和霜冻的日数、年、月变化及其强度、初、终日期进行统计分析，并对出现低温、霜冻天气的前期气象要素的变化进行浅析，找出单站气象要素与出现低温、霜冻天气之间的联系。
关键词低温；霜冻；气候变化；广东四会中图分类号 p423.4 文献标识码 a 文章编号 1007-5739（2013）03-0278-02低温、霜冻是受寒潮和强冷空气影响，或受持续补充的冷空气影响下出现的天气。
四会市地处低纬，属广东省中部，在冬半年常受北方南下的强冷空气和寒潮的影响，或受持续补充的冷空气影响，常会造成低温、霜冻天气。
低温和霜冻常使越冬的热带、副热带作物、水产养殖、禽畜等受冻害，以致减产或死亡，是冬半年四会市主要的灾害性天气。
在全球变暖的气候背景下，极端温度变化特征的区域性和季节性存在差异，低温、霜冻的一些气候特征也会发生变化[1-2]。
相关学者研究表明：在我国、北欧、美国等地过去几十年低温和霜冻日数都有减少趋势[3-7]。
为此，本文基于四会市近50年积累的气象观测资料，对低温、霜冻气候特征及其演变趋势等进行统计分析，以期得出低温、霜冻天气变化的规律，对进一步改善低温、霜冻预报、防灾减灾以及充分利用气候资源等都有重要意义。
1 资料来源与研究方法选取四会市1961—2010年共50年的逐日最低气温、日平均气温、地面最低气温、霜冻、降雨等地面常规气象资料，运用统计学的一些方法进行分析。
根据有关规定和广东省的天气气候特点[8-9]，将每年10月至翌年4月划分为冬半年，当年年末至翌年年初出现的霜冻定义为当年的霜冻。
低温是指在冷空气影响下，四会市最低气温出现在5 ℃或5 ℃以下；霜冻即地面出现白霜或地面温度降到0 ℃以下。
2 低温、霜冻气候特征及其变化分析2.1 低温、霜冻的年代际变化据资料统计，四会市近50年以来，出现的低温日数共560 d，年平均低温日数11 d，霜冻日数共184 d，年平均霜冻日数3.7 d。
年低温日数最多是1963年，有31 d，次之是1993年，有26 d，最少的是2006年，仅有1 d；霜冻日数最多是1973年，有20 d，次之是1962年，有18 d，最少的日数为0 d（图1）。
另外，统计结果表明，1961—1970年、1971—1980年、1981—1990年、1991—2000年、2001—2010年各年代低温和霜冻日数均为递减，2001—2010年低温、霜冻日数分别比20世纪60年代分别减少逾2.0倍和12.5倍。
可见，四会市低温、霜冻天气是在明显减少的，这与全球气候变化引起气温变化不稳定性有关。
利用xi表示样本量为n的低温（霜冻）日数气候变量，用ti表示xi所对应的时间，建立xi与ti之间的一元线性回归方程：■t=a+bti，i=1，2，……，n（1）方程（1）中a为回归常数，b为回归系数。
a和b用最小二乘法进行估计[10]，即：b=rtx■=■·■=■（2）a=■-b■由资料根据公式（1）和（2）可算出低温日数b回归系数即倾向值为-0.23 d/年，霜冻日数b回归系数为-0.18 d/年，说明随时间t的增加低温和霜冻日数x均呈下降趋势。
从图1也可以看出，自1988年以来，除了1993年出现突变外，低温日数呈明显减少趋势，近10年年平均低温日数≤7 d；同样，霜冻日数也呈明显下降趋势（图2），特别是近10年来，随着近年来全球气候的变暖，无霜冻的年份越来越多。
进一步利用低温日数rxt=-0.493和霜冻日数rxt=-0.522，通过相关系数检验表（取显著性水平α=0.01，表中相应的值为0.330）[11]，即︳γxt︳>0.330，可以检验出，四会市低温和霜冻日数随时间变化显著减少。
2.2 低温、霜冻的月际变化四会市低温、霜冻天气一般出现在每年11月至翌年3月，但主要集中在12月至翌年2月。
低温天气出现在12月至翌年1月的频率占全年77%（表1），低温日数最多可达20 d以上，对于11月和3月，近50年来共有21 d出现低温天气，仅占低温出现日数的5%。
霜冻出现在每年的12月至翌年2月的频率占全年98%，其中1月出现最多，占全年48%，年均为1.8 d，12月次之，年均为1.4 d。
而3月和11月出现霜冻几率极少，2个月合计仅占2%，其中11月出现3次（1975年2 d、1989年1 d），3月仅1次（1985年1 d）。
从表2也可以看出，霜冻日数各月的年代际变化也呈递减趋势，20世纪80年代以前12月至翌年1月霜冻日数均在30 d以上，60年代更达到68 d，90年代以后日数急剧下降至10 d以下。
2.3 低温、霜冻的强度变化根据资料分析，近50年来，四会市极端最低气温出现在0 ℃以下的共有13 d，极端最低值为-1.2 ℃，出现在1963年1月15日，极端最低气温≤0 ℃出现在1月占54%，为出现几率最大月份。
另外，≤0 ℃的极端最低气温在20世纪60年代出现频数较多，进入70年代后出现频数逐渐减少。
低温天气过程持续3 d或以上共67次，其中持续时间在5 d≤xd近50年来，四会市出现霜冻天气过程共70次，持续时间以0～2 d为主的占66%，其中持续3 d或以上有24次，持续时间最长的是1973年12月29日至1974年1月4日共7 d，次之是1963年1月13—18日和1986年1月5—10日，均达6 d。
通过分析发现，霜冻天气持续3 d或以上的主要发生在20世纪90年代以前，90年代以后仅1999年和2009年出现持续性霜冻天气过程，过程日数分别为4 d和3 d。
2.4 低温、霜冻初、终日变化经统计发现，四会低温最早出现在11月17日（1971年），最晚结束于3月10日（2010年）；而霜冻最早是出现在11月24日（1975年），终霜最晚结束于3月3日（1985年）。
平均而言，低温和霜冻的初日均出现在12月中旬，终日低温一般出现在2月下旬，霜冻则在1月下旬。
另外，通过分析发现，20世纪90年代以后，霜冻的初霜日期稍有推迟，而终霜日则有提前的趋势，霜冻期缩短较为明显，低温的初、终日则无明显变化。
3 低温、霜冻与本站气象要素变化的关系通过对50年来四会市低温、霜冻个例分析得出，低温、霜冻的出现与前一天14：00本站的气压、相对湿度、水汽压、降雨有较好的对应关系。
低温出现前一天14：00本站气压一般>1 022.0 hpa，水汽压80%，水汽压>10.0 hpa，则不易有霜冻出现。
另外，霜冻出现前一天有降水的几率极少，184例中仅有9例有降雨，降雨量大部分在3.0 mm以下，仅1例雨量为10.5 mm。
4 结语通过以上分析，得出近50年四会市低温、霜冻气候及其变化具有如下特征：一是四会市年平均低温和霜冻日数分别为11.0 d和3.7 d。
低温和霜冻逐年分布不均匀，1988年以后低温、霜冻日数呈明显减少趋势，低温日数线性倾向率为-0.23 d/年，霜冻日数线性倾向率为-0.18 d/年，2001—2010年低温、霜冻日数分别比20世纪60年代的减少逾2.0倍和12.5倍。
二是低温、霜冻天气一般出现在每年11月至翌年3月，但主要集中在12月至翌年2月，其中低温出现在12月至翌年1月的频率占全年77%，霜冻出现在12月至翌年2月的频率占全年98%，尤以1月出现几率最多，11月和3月出现低温、霜冻的几率较少。
霜冻各月的年代际变化呈递减趋势，20世纪90年代以后日数急剧下降至10 d以下。
三是极端最低气温≤0 ℃的在20世纪60年代出现频数较多，进入70年代后出现频数逐渐减少。
低温、霜冻持续时间较长的主要发生在60—70年代，90年代以后明显减少，仅有6年出现持续性低温过程和2次持续性霜冻天气过程。
四是平均而言，低温和霜冻的初日均出现在12月中旬，终日霜冻在1月下旬，低温在2月下旬。
20世纪90年代以后，霜冻的初霜日期比平均初霜日期稍有推迟，而终霜日则有提前的趋势，霜冻期缩短较为明显，低温的初、终日则无明显变化。
五是低温出现前一天14：00本站气压一般>1 022.0 hpa，水汽压<10.0 hpa，且有雨（日雨量≥0 mm）的几率较大，为30%。
霜冻出现前一天14：00本站的相对湿度一般在20%～50%，水汽压<7.0 hpa，霜冻出现前一天一般有降水的几率极少。
5 参考文献[1] 广东省气候变化评估报告编制课题组.广东气候变化评估报告（节选）[j].广东气象，2007，29（3）：1-7.[2] 翟盘茂，任福民.中国近40 年最高最低温度变化[j].气象学报，1997，55（ 4）：418-429.[3] 林良勋，薛登智，梁健，等.近二十年广东的霜冻气候及其变化特征[j].广东气象，2000（4）：7-9.[4] 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.[5] heino r.progres s in the study of climate extremes in northern and central europe[j].climatic change，1999（42）：151-181.[6] bonsal b r，zhang x，vincent l a， et al. characteristics of daily and extreme temperature over canada[j]. j climate，2001（14）：1959-1971.[7] east erling d r. recent changes in f rost days and frost- free season in the unit ed st at es[j]. bull amer met eor soc，2002：1327-1332.[8] 林良勋.广东省天气预报技术手册[m].北京：气象出版社，2006：9.[9] 中国气象局.地面气象观测规范[m].北京：气象出版社，2003：117-119.[10] 施能.气象科研与预报中的多元分析方法[m].2版.北京：气象出版社，2002：28-33.[11] 黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[m].3版.北京：气象出版社，2004：25.[12] 国家气候中心.2008年初我国南方低温雨雪冰冻灾害及气候分析[m].北京：气象出版社，2008：58-59.。