霜凍，是一種較為常見的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，是指空氣溫度突然下降，地表溫度驟降到0℃以下，使農(nóng)作物受到損害，甚至死亡。霜凍通常出現(xiàn)在秋、冬、春三季。
霜凍時可以有霜也可以無霜。當(dāng)近地面空氣中的水汽含量較多，氣溫低于0°C，水汽直接在地面或物體上凝華，形成白色的冰晶現(xiàn)象，稱為白霜。有時地面溫度降到0°C以下，但近地面空氣中水汽含量少，地面沒有結(jié)霜，稱為黑霜。白霜和黑霜都會造成農(nóng)作物的凍害，統(tǒng)稱為霜凍。
霜凍主要分布在北半球的溫帶地區(qū)，其發(fā)生的強(qiáng)度和持續(xù)時間與地形、土壤、植被、農(nóng)業(yè)技術(shù)措施及作物本身等條件密切相關(guān)。霜凍會給農(nóng)作物帶來不同程度的傷害，當(dāng)農(nóng)作物尚未成熟、抗寒能力較弱時發(fā)生霜凍，農(nóng)作物易受到凍害，會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
形成原理
成因
引發(fā)霜凍的原因較多，由于較強(qiáng)冷空氣入侵，氣溫降低至0°C或0°C以下，或晴朗無風(fēng)的夜間，近地空氣由于輻射散熱，造成地面冷卻，溫度降到0°或0°C以下，都能引發(fā)霜凍。由較強(qiáng)冷空氣入侵且夜間天氣晴朗、地面輻射散熱共同作用下發(fā)生的霜凍最為常見，此種霜凍影響比較嚴(yán)重，常造成作物整株死亡或顆粒不收。
形成條件
1.低溫。當(dāng)?shù)蜏剡_(dá)到一定程度并維持一定時間，就可能發(fā)生霜凍。通常，當(dāng)溫度低于2.2°C時會發(fā)生霜凍，尤其是在農(nóng)村地區(qū)；當(dāng)溫度降至 0°C以下時，霜凍會更加普遍，可能會結(jié)冰；當(dāng)溫度低于-2.2°C 時，會發(fā)生硬凍。
2.天氣條件。晴朗無云或少云，無風(fēng)或微風(fēng)，濕度不大的夜間或早晨，最容易發(fā)生霜凍。沒有云層覆蓋在大氣表面，熱量會很快輻射回大氣中，使氣溫迅速下降。
3.局部地形條件。北向比南向的坡地容易發(fā)生霜凍，由于冷空氣比暖空氣密度大、重量更重，冷空氣趨于下沉，所以霜凍容易出現(xiàn)在低洼地和山谷底部，而不易出現(xiàn)在高處的山坡上，“雪打山頂霜打洼”就說明低洼地形容易遭受霜凍的危害。
4.土壤條件。干燥疏松的土壤比潮濕嚴(yán)實(shí)的土壤容易發(fā)生輻射霜凍。
5.植被條件。無植被覆蓋的地表比有茂密植被的地表更容易發(fā)生霜凍。地表植被的類型和數(shù)量對霜凍的形成產(chǎn)生很大影響，懸垂的植被可以直接干擾地表的輻射熱損失，防止地表結(jié)霜。
基本類型
分布區(qū)域
霜凍主要分布在北半球的溫帶地區(qū)，即北美洲、亞洲、歐洲的中高緯度地帶。從地理分布上看，高緯度地區(qū)受南下冷空氣的影響頻率較大，發(fā)生霜凍的頻率較高，范圍廣；中低緯度地區(qū)受冷空氣的影響頻率較小，在強(qiáng)寒潮爆發(fā)情況下才出現(xiàn)霜凍，范圍相對較小。受全球氣候變暖趨勢的影響，無霜期延長，全年霜凍日數(shù)整體減少，但霜凍災(zāi)情并未因此而減輕。
霜、霜凍、凍害的區(qū)別
霜是由氣層中地物表面溫度或地面溫度降到零度以下時，所含水汽的過飽和部分在地面一些傳熱性能不好的物體上凝華而成的白色冰晶（其結(jié)構(gòu)松散），一般在冷季夜間到清晨的一段時間內(nèi)形成，形成時多為靜風(fēng)，在洞穴里、冰川的裂縫口和雪面上有時也會出現(xiàn)，是一種天氣現(xiàn)象。霜凍是指植物生長季節(jié)里氣溫降到0℃或0℃以下，使作物遭受凍害的一種氣象災(zāi)害。霜和霜凍是兩種不同的概念，霜著眼于物理現(xiàn)象，霜凍則著眼于作物凍害現(xiàn)象。有霜時常伴有霜凍，霜本身對農(nóng)作物無直接影響，但結(jié)霜時的低溫卻會引起農(nóng)作物凍害。
霜凍的關(guān)鍵在于“凍”，不在于“霜”。當(dāng)氣溫突然下降，地表溫度驟降到0℃以下，使農(nóng)作物受到損害或者死亡，都叫霜凍。有霜出現(xiàn)時，抗寒能力較強(qiáng)的作物不一定會受到凍害。沒有霜出現(xiàn)時，農(nóng)作物也可能會受到凍害。一是因?yàn)榭购芰^弱的作物在溫度不是很低的情況下就會受到凍害；二是發(fā)生黑霜的情況下，雖然地面無霜，但也會造成農(nóng)作物的凍害。
總之，霜凍并不是因?yàn)橛兴霈F(xiàn)才對農(nóng)作物產(chǎn)生凍害，而是出現(xiàn)霜凍時氣溫低于農(nóng)作物所能耐受的最低氣溫限度，從而使農(nóng)作物受害。
凍害是農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的一種，是指植物受0°C以下低溫環(huán)境影響，部分器官或整個植株體溫下降到其生存所能忍耐的下限溫度而造成的災(zāi)害。凍害分為作物生長時期的霜凍害和作物休眠時期的寒凍害兩種。
影響危害
危害機(jī)理
植物內(nèi)部由許多細(xì)胞組成，當(dāng)植物體溫降到0℃以下時，細(xì)胞間隙的水分就會結(jié)冰，體積膨脹，細(xì)胞受到機(jī)械損傷、內(nèi)部的水分被迫向外滲透出來，細(xì)胞會失掉過多的水分。霜凍過后，如果氣溫逐漸上升，細(xì)胞慢慢解凍，還可能恢復(fù)生命活動；如果氣溫突然回升，作物滲出來的水分很快變成水汽散失掉，細(xì)胞失去的水分沒法復(fù)原，作物便會死去。
危害特點(diǎn)
● 霜凍強(qiáng)度越大，降溫越快，作物受害越嚴(yán)重；
● 霜凍持續(xù)時間越久，即一定強(qiáng)度的低溫持續(xù)時間越長，作物受害也越重；
● 當(dāng)霜凍發(fā)生之后，如果溫度迅速上升并且與陽光同時作用于受凍作物時，植物受害更重。
對園林植物的危害
霜凍對園林植物的危害，主要是使植物組織細(xì)胞中的水分結(jié)冰，導(dǎo)致生理干旱，而使其受到損傷或死亡，給園林生產(chǎn)造成巨大損失。
對作物的危害
霜凍害主要發(fā)生在春、秋兩季，春霜凍對春季返青生長的越冬作物、早稻、棉花、玉米等春播作物以及茄果類作物的苗期影響極大。春霜凍時間太遲會影響小麥的發(fā)育生長，春霜凍來得越遲、勢力越強(qiáng)，作物受害就越嚴(yán)重。秋霜凍又稱早霜凍，是秋收作物尚未成熟、露地蔬菜還未收獲時發(fā)生的霜凍。隨著季節(jié)推移，秋霜凍發(fā)生的頻率逐漸提高，強(qiáng)度也加大。秋霜凍對遲熟的秋熟作物影響較大，秋霜凍往往使作物不能成熟，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。初霜凍出現(xiàn)時，如果作物已經(jīng)成熟收獲，即使再嚴(yán)重也不會造成損失。以玉米為例，如果在灌漿期遭受早霜凍，不僅影響品質(zhì)，還會造成減產(chǎn)。當(dāng)氣溫降至0℃時，玉米發(fā)生輕度霜凍，葉片最先受害，嚴(yán)重影響玉米植株的光合作用。若氣溫降至零下3℃，就會發(fā)生嚴(yán)重霜凍，除了大量葉片受害外，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，常常造成大幅減產(chǎn)。
預(yù)防措施
霜凍會給農(nóng)作物帶來不同程度的傷害，霜凍災(zāi)害的防御主要是根據(jù)無霜期的長短，合理安排種植期，培育耐寒能力強(qiáng)的作物品種。適時早播、加強(qiáng)抗寒鍛煉、培育壯苗，提高植株抗寒力，對種植的種子采取加強(qiáng)鎮(zhèn)壓、培土、合理施肥或噴施促成熟藥劑等促早熟措施，使敏感期避開霜凍。具體防御措施如下：
物理防霜
通過隔絕能量的傳導(dǎo)、輻射和對流，減少能量損失，或通過能量交換，從熱能高的地方獲得熱能，以提高局地溫度，達(dá)到作物免受霜凍危害的一種防霜方法。主要包括遮蓋、灌水、加熱、空氣擾動、施肥、煙熏等方法。
1.遮蓋法：利用稻草、麥稈、草木灰、雜草、尼龍等覆蓋植物，防止冷空氣襲擊同時又減少地面熱量向外散失，一般可提高氣溫1－2℃。有些矮稈苗木植物，還可用土埋的辦法，使其不致遭到凍害。此方法優(yōu)點(diǎn)是防凍時間長，缺點(diǎn)是只能預(yù)防小面積的霜凍。
2.灌水法：灌水可增加近地面層空氣濕度，保護(hù)地面熱量，提高空氣溫度（可使空氣升溫2℃左右）。由于水的熱容量大，降溫慢，田間溫度不會很快下降。小面積的園林植物采用噴水法，其方法是在霜凍來臨前1小時，利用噴灌設(shè)備對植物不斷噴水。因水溫比氣溫高，水在植物遇冷時會釋放熱量，加上水溫高于冰點(diǎn)，以此來防霜凍，效果較好。
3.施肥法：寒潮來臨前提早施有機(jī)肥，特別是用半腐熟的有機(jī)肥做基肥，可改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其吸熱保暖的性能。入冬后用暖性肥料壅培林木植物，可提高防凍效果，暖性肥料常用的有廄肥、堆肥和草木灰等。此方法簡單易行，但應(yīng)掌握好本地的氣候規(guī)律，在霜凍來臨前3~4天施用。入冬后，可用氫氧化鈣將樹木、果樹的樹干刷白，可減少散熱。
4.熏煙法：將鋸木、柴草、牛糞、紅磷、廢機(jī)油等塵煙物質(zhì)點(diǎn)燃，可產(chǎn)生大量煙霧，這些煙霧不僅自身攜帶熱量還能阻擋地面熱量散失，可使近地面氣溫提高1℃~2℃。此方法需具備一定的天氣條件，在霜凍來臨前半小時或1小時點(diǎn)燃，但因成本較高且污染大氣，只適合短時霜凍的防止，不適合普遍推廣。
化學(xué)防霜
通過施用化學(xué)藥劑，提高作物防寒抗凍能力，調(diào)節(jié)作物發(fā)育期等，以減輕或規(guī)避霜凍危害的一種防霜方法。主要有三類措施：1.利用藥劑復(fù)壯作物長勢，提高作物自身抗寒能力；
2.利用化學(xué)藥劑推遲作物發(fā)育期的避霜方法；
3.利用具有殺滅冰核細(xì)菌和破壞冰蛋白成冰活性功能的藥劑防除冰核細(xì)菌。
霜后補(bǔ)救技術(shù)
霜后及時采取補(bǔ)救措施，可減少損失，主要措施有：噴灑清水或0.2%尿素水溶液或0.2%磷酸二氫鉀水溶液，增加植株的抗性；保花保果，提高坐果率；加強(qiáng)綜合管理，復(fù)壯樹勢；適時防治病蟲害，控制旺長等措施。
霜凍預(yù)警
中國大陸地區(qū)
霜凍氣象災(zāi)害預(yù)警信號分三級，分別以藍(lán)色、黃色、橙色表示。
美國
參考資料 >
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什么是輻射凍結(jié)？.密歇根州立大學(xué)擴(kuò)展.2023-03-20
監(jiān)測霜凍和冰凍溫度的風(fēng)險.密歇根州立大學(xué)擴(kuò)展.2023-03-20
霜究竟是怎樣形成的.浙江省氣象局.2023-03-22
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