当近地面气温降至0℃或以下时，便可能形成霜冻。这一临界温度是判断霜冻发生的基本气象指标，但实际影响还需结合地表温度、湿度和植物耐寒性等综合因素。

霜冻的形成机理与气象条件密切相关。从定义来看，霜冻是指生长季节中因植株体温降至0℃以下导致细胞组织结冰受损的农业气象灾害，其核心特征是低温危害而非单纯的白霜现象。气象观测表明，当百叶箱测得的气温（即离地1.5米处的空气温度）降至2-4℃时，地表温度往往已降至0℃以下，此时即使未出现可见白霜，农作物仍可能遭受“黑霜”冻害。这种温差源于夜间地表辐射冷却效应——晴朗无风的夜晚，地面热量迅速散失，使得地表温度比气温低3-5℃。例如我国北方春季终霜冻期间，若日最低气温为3℃，地表实际温度可能已跌破0℃。

霜冻类型差异也影响温度阈值。平流霜冻由强冷空气入侵直接导致，气温可骤降至-5℃以下，侵袭范围广；辐射霜冻则因夜间辐射冷却形成，多发生于局部洼地，气温略高于0℃时仍可能出现。农作物不同生长阶段对低温的敏感性差异显著：小麦拔节期遇-1℃即受害，而苹果花期在-2℃持续2小时便会导致绝收。气象记录显示，2025年3月青海出现的“黑霜”灾害中，气温监测值为1.5℃，但地表温度实测达-3.2℃，造成数万亩油菜冻伤，印证了气温与地表温度的差异性。

防御霜冻需关注“有效温度”概念。农业实践中常以5厘米地温≤0℃作为霜冻预警标准，因其更贴近植物根系实际环境。现代气象服务通过LORA传感器网络实时监测田间微气候，当气温跌破3℃即触发警报，为农户争取6-8小时应急窗口。例如2025年华北冬小麦区采用的抗霜冻方案中，氨基寡糖素制剂需在气温降至4℃前喷施，才能激活作物抗冻酶活性。这些实践数据均表明，霜冻防治的温度阈值需综合考虑大气、土壤及生物三重维度。