霜凍是指在溫暖的季節(jié)里空氣溫度突然下降，地表或植物冠層附近的溫度在短時間內(nèi)驟降到0℃或0℃以下，使作物受到傷害甚至死亡的一種農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害。霜凍在秋、冬、春三季都會出現(xiàn)，而每年入秋后第一次出現(xiàn)的霜凍，被稱為“初霜凍”。它也是秋收過程中影響作物產(chǎn)量的最大不利因素之一。
初霜凍時間取決于冷空氣活動
想要了解初霜凍，就得認識霜凍這種現(xiàn)象——它與氣象學中“霜”的概念不同。霜是近地面空氣中水汽達到飽和且地面溫度低于0℃時，在物體上直接凝華而成的白色冰晶，但出現(xiàn)霜凍災(zāi)害時并不一定會出現(xiàn)霜。
地面或物體表面如果有足夠水汽，凝結(jié)出霜就被稱作“白霜”；水汽含量少而未結(jié)霜就被稱為“黑霜”。但只要近地面氣溫驟降至0℃或0℃以下，植株體內(nèi)細胞脫水結(jié)冰，從而使作物遭受凍害，就可以稱為“霜凍”。
植物內(nèi)部由許多細胞組成，細胞之間含有的水一旦結(jié)冰，就會體積膨脹，迫使細胞內(nèi)部水分滲出，使其失去過多水分。植物細胞失水后難以復(fù)原，一些植物便會死去。中央氣象臺工程師趙曉琳告訴記者，我國北方地區(qū)初霜凍出現(xiàn)早，如果秋收作物還沒有完全成熟就遭受霜凍危害，將造成大面積減產(chǎn)。
初霜凍的出現(xiàn)主要與強冷空氣活動有關(guān)，趙曉琳指出，各地初霜凍出現(xiàn)時間與冷空氣南壓進度有關(guān)。
根據(jù)1981年以來的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，內(nèi)蒙古中部和東部、新疆北部通常在8月下旬出現(xiàn)初霜凍；東北地區(qū)出現(xiàn)初霜凍日期在9月中下旬；華北大部、關(guān)中平原平均初霜日期在10月中下旬；華南沿海地區(qū)則要到12月下旬。今年我國北方地區(qū)出現(xiàn)初霜凍的時間接近常年同期。
1998年以來北方初霜凍時間整體偏晚
據(jù)國家氣候中心高級工程師楊明珠介紹，從1998年以來，我國北方初霜凍發(fā)生日期整體偏晚，尤其在2003年以后這種偏晚的趨勢更加明顯。以東北區(qū)域為例，1998年至2013年平均整體偏晚2天到4天，吉林局部和遼寧局部偏晚4天到6天；但從2003年至2013年平均來看，黑龍江大多區(qū)域偏晚2天到4天，東部和南部區(qū)域偏晚4天到6天；吉林和遼寧大部偏晚4天到6天，局部地區(qū)偏晚6天以上。
盡管出現(xiàn)初霜凍主要取決于一次冷空氣過程，但其出現(xiàn)時間偏晚與氣候背景密切聯(lián)系。當北極濤動處于正相位時，有利于歐亞中高緯度以緯向型環(huán)流為主，而東亞大槽偏弱也不利于我國北方東部區(qū)域冷空氣活動。楊明珠指出，進入20世紀90年代中后期，北極濤動進入以正相位為主的氣候階段，東亞大槽則進入明顯偏弱的氣候階段。在這種大氣環(huán)流配置下，北方冷空氣進入不活躍的氣候背景下。從20世紀90年代中后期開始，我國北方大部處于偏暖氣候背景下，初霜凍日期也整體偏晚。
秋收作物成熟前最易受霜凍影響
國家氣象中心農(nóng)業(yè)氣象中心正研級高級工程師呂厚荃表示，初霜凍對北方影響較大，對南方影響相對較小。北方初霜凍發(fā)生在秋季，此時北方地區(qū)農(nóng)作物正處于灌漿成熟階段；南方地區(qū)初霜凍出現(xiàn)在深秋或冬季，此時主要農(nóng)作物基本收獲結(jié)束，受影響較大的主要為蔬菜及水果。
玉米、大豆、水稻等秋收作物在成熟前對霜凍非常敏感。初霜凍發(fā)生在作物成熟前期，直接影響產(chǎn)量，受災(zāi)后即使采取補救措施也很難挽回損失。
以玉米為例，當發(fā)生輕度霜凍時，玉米葉片最先受害。玉米灌漿的養(yǎng)料主要是葉片通過光合作用產(chǎn)生的。受凍后的葉片變得枯黃，影響植株的光合作用，導致玉米灌漿緩慢，粒重降低。發(fā)生嚴重霜凍時，除了葉片受害外，穗頸也會受凍死亡，切斷了莖稈向籽粒傳輸養(yǎng)料的通道，灌漿被迫停止，常造成大幅減產(chǎn)。
此外，霜凍會導致葉類蔬菜的葉子發(fā)黑枯萎，棉花會出現(xiàn)吐絮不暢等情況，導致其品質(zhì)和品相下降。
那么，應(yīng)如何防范初霜凍呢？呂厚荃表示，在初霜凍來臨前，可提前采取煙熏、灌溉、施暖性肥等方法來加以防范。譬如灌水法、煙熏法等，都要在霜凍來臨前1小時左右適時進行，通過水或煙霧阻擋熱量流失，這就需要在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中密切關(guān)注天氣預(yù)報信息。同時，北方地區(qū)應(yīng)注意根據(jù)初霜出現(xiàn)規(guī)律構(gòu)建合理種植制度，不要越區(qū)種植中晚熟品種作物。