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农业气象科普
霜冻

   发布时间: 2013-6-8    浏览次数: 

      霜冻是指空气温度突然下降,地表温度骤降到0℃以下,使农作物受到损害,甚至死亡的农业气象灾害。在秋、冬、春三季都会出现。初终霜冻对农作物的影响都较大。
  白霜和黑霜。白霜:当近地面空气中的水汽含量较多,气温低于0℃,水汽直接在地面或地面的物体上凝华,形成一层白色的冰晶现象。黑霜:有的时候地面温度降到0℃以下,但由于近地面空气中水汽含量少,地面没有结霜,这种现象称为黑霜。对农作物都有冻害,称霜冻。
  初霜冻和终霜冻。每年入秋后第一次出现的霜冻,称为初霜冻;每年春季最后一次出现的霜冻,称为终霜冻。
  入秋后的气温随冷空气的频繁入侵而明显降低,尤其是在晴朗无风的夜间或清晨,辐射散热增多,地面和植株表面温度迅速下降,当植株体温降至0℃以下时,植株体内细胞会脱水结冰,遭受霜冻危害。通常把秋季第一次发生的霜冻称为初霜冻,因为初霜冻总是在悄无声息中就使作物受害,所以有农作物“秋季杀手”的称号。
霜和霜冻的区别
  霜和霜冻是秋冬季节的天气现象。霜和霜冻霜是由于贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点。即气层中地物表面温度或地面温度降到零度以下,所含水汽的过饱和部分在地面一些传热性能不好的物体上凝华成的。霜冻是白色冰晶,其结构松散。一般在冷季夜间到清晨的一段时间内形成。形成时多为静风。在我国四季分明的中纬度地区,深秋至第二年早春季节,正是冬季开始前和结束后的时间,夜间的气温一般能降低0℃以下。在晴朗的夜间,因为无云,地面热量散发很快,在前半夜由于地面白天储存热量较多,气温一般不易降到0℃以下。特别是到了后半夜和黎明前,地面散发的热量已很多,而获得大气辐射补偿的热量很少,气温下降很快,当气温下降到0℃以下时,近地面空气中的水汽附着在地面的土块、石块、树叶、草木、低房的瓦片等物体上,就凝结成了冰晶的白霜。
  霜冻多出现在春秋转换季节,白天气温高于摄氏零度,夜间气温短时间降至零度以下的低温危害现象。既农业气象学中是指土壤表面或者植物株冠附近的气温降至零度以下而造成作物受害的现象。出现霜冻时,往往伴有白霜,也可不伴有白霜,不伴有白霜的霜冻被称为“黑霜”或“杀霜”。晴朗无风的夜晚,因辐射冷却形成的霜冻称为“辐射霜冻”。冷空气入侵形成的霜冻称为“平流霜冻”。两种过程综合作用下形成的霜冻称为“平流辐射霜冻”。无论何种霜冻出现,都会给农作物带来不同程度的伤害。
 霜冻对农作物的危害
  霜冻使植物体温降低到0℃以下而受到损害甚至死亡。其危害的机理是:①温度下降到0℃以下时,细胞间隙建的水分形成冰晶,细胞内原生质与液泡逐渐脱水和凝固,使细胞致死。②解冻时细胞间隙中的冰融化成水很快蒸发,原生质因失水使植物干死。如果霜冻较轻,农作物还没有死亡,霜冻过后温度逐渐上升,细胞慢慢解冻,还可以恢复生命活动。
  玉米、大豆、棉花等秋收作物在成熟前对霜冻非常敏感。以玉米为例,如果在灌浆期遭受早霜冻,不仅影响品质,还会造成减产。当气温降至0℃时,玉米发生轻度霜冻,叶片最先受害。玉米灌浆的养料主要是叶片通过光合作用产生的,受冻后的叶片变得枯黄,影响植株的光合作用,产生的营养物质减少。由于养料减少,玉米灌浆缓慢,粒重降低。如果气温降至零下3℃,就会发生严重霜冻,除了大量叶片受害外,穗颈也会受冻死亡。这样不仅严重影响玉米植株的光合作用,而且还切断了茎秆向籽粒传输养料的通道,灌浆被迫停止,常常造成大幅减产。
  初霜冻出现时,如果作物已经成熟收获,即使再严重也不会造成损失,而我国北方地区常因初霜冻出现早,秋收作物还没有完全成熟就遭受霜冻危害,造成大面积减产。
  初霜冻发生在作物成熟前期,直接影响产量,受灾后即使采取补救措施也很难挽回损失,所以在初霜冻危害较重的地区,应该选用耐寒和早熟品种,合理调整播种期,加强田间管理,确保作物在霜冻来前充分成熟。东北地区后期热量条件及初霜的早晚是决定作物后期是否能够充分灌浆、产量高低的重要因素。
霜冻是一种较为常见的农业气象灾害,发生在冬春季,多为寒潮南下,短时间内气温急剧下降至零摄氏度以下引起;或者受寒潮影响后,天气由阴转晴的当天夜晚,因地面强烈辐射降温所致,这就是人们常说的“雪上加霜”。霜冻对园林植物的危害,主要是使植物组织细胞中的水分结冰,导致生理干旱,而使其受到损伤或死亡,给园林生产造成巨大损失。
  霜冻一般分为三种类型。由北方强冷空气入侵酿成的霜冻,常见于长江以北的早春和晚秋,以及华南和西南的冬季,北方群众称之为“风霜”,气象学上叫做“平流霜冻”。在晴朗无风的夜晚,地面因强烈辐射散热而出现低温,群众称之为“晴霜”或“静霜”,气象学上叫做辐射霜冻。先因北方强冷空气入侵,气温急降,风停后夜间晴朗,辐射散热强烈,气温再度下降,造成霜冻,这种霜冻称为混合霜冻或平流辐射霜冻,也是最为常见的一种霜冻。一旦发生这种霜冻,往往降温剧烈,空气干冷,很容易使农作物和园林植物枯萎死亡。所以这类霜冻应特别引起注意,以免造成严重的经济损失。
  作物内部都是由许许多多的细胞组成的,作物内部细胞与细胞之间的水分,当温度降到摄氏零度以下时就开始结冰,从物理学中得知,物体结冰时,体积要膨胀。因此当细胞之间的冰粒增大时,细胞就会受到压缩,细胞内部的水分被迫向外渗透出来,细胞失掉过多的水分,它内部原来的胶状物就逐渐凝固起来,特别是在严寒霜冻以后,气温又突然回升,则作物渗出来的水分很快变成水汽散失掉,细胞失去的水分没法复原,作物便会死去。
霜冻预防方法
  灌水法 。灌水可增加近地面层空气湿度,保护地面热量,提高空气温度(可使空气升温2℃左右)。由于水的热容量大,降温慢,田间温度不会很快下降。至于小面积的园林植物还可以采用喷水法,其方法是在霜冻来临前1小时,利用喷灌设备对植物不断喷水。因水温比气温高,水在植物遇冷时会释放热量,加上水温高于冰点,以此来防霜冻,效果较好。
  遮盖法。就是利用稻草、麦秆、草木灰、杂草、尼龙等覆盖植物,既可防止外面冷空气的袭击,又能减少地面热量向外散失,一般能提高气温1-2℃。有些矮秆苗木植物,还可用土埋的办法,使其不致遭到冻害。这种方法只能预防小面积的霜冻,其优点是防冻时间长。
  熏烟法。是用能够产生大量烟雾的柴草、牛粪、锯木、废机油、赤磷或其它尘烟物质,在霜冻来临前半小时或1小时点燃。这些烟雾能够阻挡地面热量的散失,而烟雾本身也会产生一定的热量,一般能使近地面层空气温度提高1-2℃。但这种方法要具备一定的天气条件,且成本较高,污染大气,不适应于普遍推广,只适用于短时霜冻的防止和在名贵林木及其苗圃上使用。