厄爾尼諾指數與聊城市降雨相關性研究

鐘 偉

（聊城市東昌府區水利局，山東 聊城 252000）

厄爾尼諾、拉尼娜和南方濤動合稱ENSO，是目前研究全球氣候變化最流行的模型。研究者認為厄爾尼諾、拉尼娜和南方濤動這三種不同氣候類型的發生可以通過Nino 3.4指數進行提前預測，一般將Nino 3.4區海溫距平的3個月滑動平均值達到0.5℃以上定義為一次厄爾尼諾事件，達到-0.5℃以下定義為一次拉尼娜事件，而中間年份則定義為南方濤動時間。ENSO處于不同的時期，對于全球的氣候變化，特別是對于不同地區的降雨量、干旱程度、臺風、颶風等極端天氣條件有著重要影響。因此預測ENSO所處的時期，研究Nino 3.4指數與不同地區氣候變化規律的關系，不僅吸引了諸多的國內外研究者的關注，并且為災害提前預防、農業蓄水提前規劃、農產品儲備預期以及水資源平衡利用等起到了關鍵的指導作用。本文以山東省聊城市東昌府區的降雨為切入點，系統地分析了Nino 3.4指數與聊城市東昌府區農業汛期和春季灌溉期間降雨的關聯性。力爭為聊城市東昌府區的降雨預測、農田灌溉、水資源平衡利用、防洪減災等提供一定的參考。

1 數據統計方法和來源

圖1 Nino3.4指數由NOAA OISST.v2 dataset下載后并進行統計，該圖統計了緯度范圍5°E～5°N，經度范圍170°～120°E海區的海溫異常指數。圖2、圖3和圖4的降雨量統計數據，由氣象站雨量器測量，數據來源于山東省聊城市東昌府區防汛抗旱指揮部辦公室。

2 數據關聯性分析

圖1給出了1998—2012年的Nino3.4指數的變化規律，圖2給出了東昌府區1997—2012年期間全年降雨量統計圖。從圖1和圖2的數據對照分析發現，在Nino3.4指數變化較大的年份，如 1998年、2000年、2003年、2007—2008年、2010年，降雨量較高，且有明顯增加的趨勢。圖3給出了東昌府區1997—2012年汛期（6～9月）降雨量統計圖。從圖2和圖3的數據對比分析，發現全年降雨量和汛期降雨量的變化規律相似。同時發現Nino3.4指數變化較大的年份，如1998年、2000年、2003年、2007—2008年、2010年，汛期的降雨量也出現了較大量的增加。圖4給出了東昌府區1997—2012年（3～5月）春季灌溉期間的降雨量統計圖。從圖2和圖4的數據對比分析發現，除了2008年和2009年2個特殊年份，春季灌溉期的降雨量與Nino3.4指數呈現正相關的趨勢。

圖1 1997—2012年的Nino 3.4指數全年變化統計圖

圖2 東昌府區1997—2012年全年降雨量統計圖

圖3 東昌府區1997—2012年（6～9月）汛期降雨量統計圖

圖4 東昌府區1997—2012年春灌期（3～5月）降雨統計圖

3 氣候數據模型應用性分析

ENSO是目前研究全球氣候變化最流行的模型（AnSi 2009），目前因為諸多氣象監測衛星的成功研發，研究者已經可以對全球范圍內的大洋表面溫度數據進行實時精確的監測。全球范圍內有諸多機構和研究者可以利用以上獲得的大洋溫度數據，對于全球氣候的變化進行提前幾個月的預測，并在網站做出提前預測結果公布。

根據東昌府區全年降雨量、汛期降雨量和春季灌溉期降雨量與ENSO相關性的分析，發現了Nino3.4指數與聊城市東昌府區農業汛期和春灌期間降雨的關聯性。聊城市東昌府區全區面積約為844 km2，人口77.11萬，耕地面積4.43萬hm2，轄12個鄉鎮辦事處及2個工業園區，主要農業作物為小麥、玉米，主要農業灌溉水源為位山灌區三干渠引黃客水和地下水，年均灌溉引水約1億m3。如果能夠提前根據Nino3.4指數的變化規律，預測不同時期的降雨量，不僅有助于指導該地區水利、農業部門提前做好水資源平衡規劃，也可以有效的提前制定灌溉引水規劃和規避汛期造成的洪災危險。例如：1）在Nino3.4指數變化較大的年份，要積極做好防汛措施，疏通排澇河道，健全水利設施，調節水庫庫容，提前規劃好水閘放水的時間和流量安排，將可能發生洪澇災害的危險性降到最低。2）在Nino3.4指數較大的年份，東昌府區3～5月春季灌溉期間降雨較多，則可以提前對全區春灌引黃灌溉水量指標進行規劃，相應的減少引黃指標，縮短灌溉周期；也可以提前通知農戶，有效避免農作物灌溉的重復澆灌，節省了農動力，降低農戶的灌溉成本。3）在Nino3.4指數較小的年份，全區降雨量較少，則可以提前制定抗旱規劃，攔蓄水源，避免水資源的浪費；發動農戶提前灌溉，避開灌溉用水高峰期，讓農戶做到干旱年份有水可澆。

4 結語

通過以上分析發現：當厄爾尼諾指數劇烈變化時，往往會出現全年降雨量較大幅度的增加，并且Nino3.4指數的高低變化規律與春灌期降雨量的高低變化規律呈正相關趨勢。全年降雨量變化規律與汛期降雨量變化規律相似，但不同于春灌期間降雨量的變化規律。鑒于目前Nino3.4指數變化規律已經可以提前預測，可以作為參考，做到提前預測、提前規劃、提前預警，力爭做到避免重復灌溉，降低灌溉成本，讓農戶多雨年份提前預警，干旱年份有水可澆。