厄尔尼诺指数与聊城市降雨相关性研究

钟 伟

（聊城市东昌府区水利局，山东 聊城 252000）

厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动合称ENSO，是目前研究全球气候变化最流行的模型。研究者认为厄尔尼诺、拉尼娜和南方涛动这三种不同气候类型的发生可以通过Nino 3.4指数进行提前预测，一般将Nino 3.4区海温距平的3个月滑动平均值达到0.5℃以上定义为一次厄尔尼诺事件，达到-0.5℃以下定义为一次拉尼娜事件，而中间年份则定义为南方涛动时间。ENSO处于不同的时期，对于全球的气候变化，特别是对于不同地区的降雨量、干旱程度、台风、飓风等极端天气条件有着重要影响。因此预测ENSO所处的时期，研究Nino 3.4指数与不同地区气候变化规律的关系，不仅吸引了诸多的国内外研究者的关注，并且为灾害提前预防、农业蓄水提前规划、农产品储备预期以及水资源平衡利用等起到了关键的指导作用。本文以山东省聊城市东昌府区的降雨为切入点，系统地分析了Nino 3.4指数与聊城市东昌府区农业汛期和春季灌溉期间降雨的关联性。力争为聊城市东昌府区的降雨预测、农田灌溉、水资源平衡利用、防洪减灾等提供一定的参考。

1 数据统计方法和来源

图1 Nino3.4指数由NOAA OISST.v2 dataset下载后并进行统计，该图统计了纬度范围5°E～5°N，经度范围170°～120°E海区的海温异常指数。图2、图3和图4的降雨量统计数据，由气象站雨量器测量，数据来源于山东省聊城市东昌府区防汛抗旱指挥部办公室。

2 数据关联性分析

图1给出了1998—2012年的Nino3.4指数的变化规律，图2给出了东昌府区1997—2012年期间全年降雨量统计图。从图1和图2的数据对照分析发现，在Nino3.4指数变化较大的年份，如 1998年、2000年、2003年、2007—2008年、2010年，降雨量较高，且有明显增加的趋势。图3给出了东昌府区1997—2012年汛期（6～9月）降雨量统计图。从图2和图3的数据对比分析，发现全年降雨量和汛期降雨量的变化规律相似。同时发现Nino3.4指数变化较大的年份，如1998年、2000年、2003年、2007—2008年、2010年，汛期的降雨量也出现了较大量的增加。图4给出了东昌府区1997—2012年（3～5月）春季灌溉期间的降雨量统计图。从图2和图4的数据对比分析发现，除了2008年和2009年2个特殊年份，春季灌溉期的降雨量与Nino3.4指数呈现正相关的趋势。

图1 1997—2012年的Nino 3.4指数全年变化统计图

图2 东昌府区1997—2012年全年降雨量统计图

图3 东昌府区1997—2012年（6～9月）汛期降雨量统计图

图4 东昌府区1997—2012年春灌期（3～5月）降雨统计图

3 气候数据模型应用性分析

ENSO是目前研究全球气候变化最流行的模型（AnSi 2009），目前因为诸多气象监测卫星的成功研发，研究者已经可以对全球范围内的大洋表面温度数据进行实时精确的监测。全球范围内有诸多机构和研究者可以利用以上获得的大洋温度数据，对于全球气候的变化进行提前几个月的预测，并在网站做出提前预测结果公布。

根据东昌府区全年降雨量、汛期降雨量和春季灌溉期降雨量与ENSO相关性的分析，发现了Nino3.4指数与聊城市东昌府区农业汛期和春灌期间降雨的关联性。聊城市东昌府区全区面积约为844 km2，人口77.11万，耕地面积4.43万hm2，辖12个乡镇办事处及2个工业园区，主要农业作物为小麦、玉米，主要农业灌溉水源为位山灌区三干渠引黄客水和地下水，年均灌溉引水约1亿m3。如果能够提前根据Nino3.4指数的变化规律，预测不同时期的降雨量，不仅有助于指导该地区水利、农业部门提前做好水资源平衡规划，也可以有效的提前制定灌溉引水规划和规避汛期造成的洪灾危险。例如：1）在Nino3.4指数变化较大的年份，要积极做好防汛措施，疏通排涝河道，健全水利设施，调节水库库容，提前规划好水闸放水的时间和流量安排，将可能发生洪涝灾害的危险性降到最低。2）在Nino3.4指数较大的年份，东昌府区3～5月春季灌溉期间降雨较多，则可以提前对全区春灌引黄灌溉水量指标进行规划，相应的减少引黄指标，缩短灌溉周期；也可以提前通知农户，有效避免农作物灌溉的重复浇灌，节省了农动力，降低农户的灌溉成本。3）在Nino3.4指数较小的年份，全区降雨量较少，则可以提前制定抗旱规划，拦蓄水源，避免水资源的浪费；发动农户提前灌溉，避开灌溉用水高峰期，让农户做到干旱年份有水可浇。

4 结语

通过以上分析发现：当厄尔尼诺指数剧烈变化时，往往会出现全年降雨量较大幅度的增加，并且Nino3.4指数的高低变化规律与春灌期降雨量的高低变化规律呈正相关趋势。全年降雨量变化规律与汛期降雨量变化规律相似，但不同于春灌期间降雨量的变化规律。鉴于目前Nino3.4指数变化规律已经可以提前预测，可以作为参考，做到提前预测、提前规划、提前预警，力争做到避免重复灌溉，降低灌溉成本，让农户多雨年份提前预警，干旱年份有水可浇。