厄爾尼諾指數(shù)與聊城市降雨相關(guān)性研究

鐘 偉

（聊城市東昌府區(qū)水利局，山東 聊城 252000）

厄爾尼諾、拉尼娜和南方濤動(dòng)合稱ENSO，是目前研究全球氣候變化最流行的模型。研究者認(rèn)為厄爾尼諾、拉尼娜和南方濤動(dòng)這三種不同氣候類型的發(fā)生可以通過(guò)Nino 3.4指數(shù)進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，一般將Nino 3.4區(qū)海溫距平的3個(gè)月滑動(dòng)平均值達(dá)到0.5℃以上定義為一次厄爾尼諾事件，達(dá)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(dòng)時(shí)間。ENSO處于不同的時(shí)期，對(duì)于全球的氣候變化，特別是對(duì)于不同地區(qū)的降雨量、干旱程度、臺(tái)風(fēng)、颶風(fēng)等極端天氣條件有著重要影響。因此預(yù)測(cè)ENSO所處的時(shí)期，研究Nino 3.4指數(shù)與不同地區(qū)氣候變化規(guī)律的關(guān)系，不僅吸引了諸多的國(guó)內(nèi)外研究者的關(guān)注，并且為災(zāi)害提前預(yù)防、農(nóng)業(yè)蓄水提前規(guī)劃、農(nóng)產(chǎn)品儲(chǔ)備預(yù)期以及水資源平衡利用等起到了關(guān)鍵的指導(dǎo)作用。本文以山東省聊城市東昌府區(qū)的降雨為切入點(diǎn)，系統(tǒng)地分析了Nino 3.4指數(shù)與聊城市東昌府區(qū)農(nóng)業(yè)汛期和春季灌溉期間降雨的關(guān)聯(lián)性。力爭(zhēng)為聊城市東昌府區(qū)的降雨預(yù)測(cè)、農(nóng)田灌溉、水資源平衡利用、防洪減災(zāi)等提供一定的參考。

1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法和來(lái)源

圖1 Nino3.4指數(shù)由NOAA OISST.v2 dataset下載后并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，該圖統(tǒng)計(jì)了緯度范圍5°E～5°N，經(jīng)度范圍170°～120°E海區(qū)的海溫異常指數(shù)。圖2、圖3和圖4的降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，由氣象站雨量器測(cè)量，數(shù)據(jù)來(lái)源于山東省聊城市東昌府區(qū)防汛抗旱指揮部辦公室。

2 數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性分析

圖1給出了1998—2012年的Nino3.4指數(shù)的變化規(guī)律，圖2給出了東昌府區(qū)1997—2012年期間全年降雨量統(tǒng)計(jì)圖。從圖1和圖2的數(shù)據(jù)對(duì)照分析發(fā)現(xiàn)，在Nino3.4指數(shù)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(shì)。圖3給出了東昌府區(qū)1997—2012年汛期（6～9月）降雨量統(tǒng)計(jì)圖。從圖2和圖3的數(shù)據(jù)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)全年降雨量和汛期降雨量的變化規(guī)律相似。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Nino3.4指數(shù)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(xiàn)了較大量的增加。圖4給出了東昌府區(qū)1997—2012年（3～5月）春季灌溉期間的降雨量統(tǒng)計(jì)圖。從圖2和圖4的數(shù)據(jù)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，除了2008年和2009年2個(gè)特殊年份，春季灌溉期的降雨量與Nino3.4指數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)的趨勢(shì)。

圖1 1997—2012年的Nino 3.4指數(shù)全年變化統(tǒng)計(jì)圖

圖2 東昌府區(qū)1997—2012年全年降雨量統(tǒng)計(jì)圖

圖3 東昌府區(qū)1997—2012年（6～9月）汛期降雨量統(tǒng)計(jì)圖

圖4 東昌府區(qū)1997—2012年春灌期（3～5月）降雨統(tǒng)計(jì)圖

3 氣候數(shù)據(jù)模型應(yīng)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?yàn)橹T多氣象監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的成功研發(fā)，研究者已經(jīng)可以對(duì)全球范圍內(nèi)的大洋表面溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)精確的監(jiān)測(cè)。全球范圍內(nèi)有諸多機(jī)構(gòu)和研究者可以利用以上獲得的大洋溫度數(shù)據(jù)，對(duì)于全球氣候的變化進(jìn)行提前幾個(gè)月的預(yù)測(cè)，并在網(wǎng)站做出提前預(yù)測(cè)結(jié)果公布。

根據(jù)東昌府區(qū)全年降雨量、汛期降雨量和春季灌溉期降雨量與ENSO相關(guān)性的分析，發(fā)現(xiàn)了Nino3.4指數(shù)與聊城市東昌府區(qū)農(nóng)業(yè)汛期和春灌期間降雨的關(guān)聯(lián)性。聊城市東昌府區(qū)全區(qū)面積約為844 km2，人口77.11萬(wàn)，耕地面積4.43萬(wàn)hm2，轄12個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處及2個(gè)工業(yè)園區(qū)，主要農(nóng)業(yè)作物為小麥、玉米，主要農(nóng)業(yè)灌溉水源為位山灌區(qū)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(jù)Nino3.4指數(shù)的變化規(guī)律，預(yù)測(cè)不同時(shí)期的降雨量，不僅有助于指導(dǎo)該地區(qū)水利、農(nóng)業(yè)部門提前做好水資源平衡規(guī)劃，也可以有效的提前制定灌溉引水規(guī)劃和規(guī)避汛期造成的洪災(zāi)危險(xiǎn)。例如：1）在Nino3.4指數(shù)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(shè)施，調(diào)節(jié)水庫(kù)庫(kù)容，提前規(guī)劃好水閘放水的時(shí)間和流量安排，將可能發(fā)生洪澇災(zāi)害的危險(xiǎn)性降到最低。2）在Nino3.4指數(shù)較大的年份，東昌府區(qū)3～5月春季灌溉期間降雨較多，則可以提前對(duì)全區(qū)春灌引黃灌溉水量指標(biāo)進(jìn)行規(guī)劃，相應(yīng)的減少引黃指標(biāo)，縮短灌溉周期；也可以提前通知農(nóng)戶，有效避免農(nóng)作物灌溉的重復(fù)澆灌，節(jié)省了農(nóng)動(dòng)力，降低農(nóng)戶的灌溉成本。3）在Nino3.4指數(shù)較小的年份，全區(qū)降雨量較少，則可以提前制定抗旱規(guī)劃，攔蓄水源，避免水資源的浪費(fèi)；發(fā)動(dòng)農(nóng)戶提前灌溉，避開灌溉用水高峰期，讓農(nóng)戶做到干旱年份有水可澆。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)厄爾尼諾指數(shù)劇烈變化時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)全年降雨量較大幅度的增加，并且Nino3.4指數(shù)的高低變化規(guī)律與春灌期降雨量的高低變化規(guī)律呈正相關(guān)趨勢(shì)。全年降雨量變化規(guī)律與汛期降雨量變化規(guī)律相似，但不同于春灌期間降雨量的變化規(guī)律。鑒于目前Nino3.4指數(shù)變化規(guī)律已經(jīng)可以提前預(yù)測(cè)，可以作為參考，做到提前預(yù)測(cè)、提前規(guī)劃、提前預(yù)警，力爭(zhēng)做到避免重復(fù)灌溉，降低灌溉成本，讓農(nóng)戶多雨年份提前預(yù)警，干旱年份有水可澆。