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(fā)生可以通過Nino 3.4指數(shù)進行提前預測，一般將Nino 3.4區(qū)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(qū)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(shù)與不同地區(qū)氣候變化規(guī)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(nóng)業(yè)蓄水提前規(guī)劃、農(nóng)產(chǎn)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(qū)的降雨為切入點，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聯(lián)性。力爭為聊城市東昌府區(qū)的降雨預測、農(nóng)田灌溉、水資源平衡利用、防洪減災等提供一定的參考。

1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法和來源

圖1 Nino3.4指數(shù)由NOAA OISST.v2 dataset下載后并進行統(tǒng)計，該圖統(tǒng)計了緯度范圍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)計數(shù)據(jù)，由氣象站雨量器測量，數(shù)據(jù)來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)計圖。從圖1和圖2的數(shù)據(jù)對照分析發(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。圖3給出了東昌府區(qū)1997—2012年汛期（6～9月）降雨量統(tǒng)計圖。從圖2和圖3的數(shù)據(jù)對比分析，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)計圖。從圖2和圖4的數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)，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(shù)呈現(xiàn)正相關的趨勢。

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

圖2 東昌府區(qū)1997—2012年全年降雨量統(tǒng)計圖

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

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

3 氣候數(shù)據(jù)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(jiān)測衛(wèi)星的成功研發(fā)，研究者已經(jīng)可以對全球范圍內的大洋表面溫度數(shù)據(jù)進行實時精確的監(jiān)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(shù)據(jù)，對于全球氣候的變化進行提前幾個月的預測，并在網(wǎng)站做出提前預測結果公布。

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，耕地面積4.43萬hm2，轄12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)辦事處及2個工業(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，預測不同時期的降雨量，不僅有助于指導該地區(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)避汛期造成的洪災危險。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，健全水利設施，調節(jié)水庫庫容，提前規(guī)劃好水閘放水的時間和流量安排，將可能發(fā)生洪澇災害的危險性降到最低。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，則可以提前對全區(qū)春灌引黃灌溉水量指標進行規(guī)劃，相應的減少引黃指標，縮短灌溉周期；也可以提前通知農(nóng)戶，有效避免農(nóng)作物灌溉的重復澆灌，節(jié)省了農(nóng)動力，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；發(fā)動農(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 結語

通過以上分析發(fā)現(xiàn)：當厄爾尼諾指數(shù)劇烈變化時，往往會出現(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)律呈正相關趨勢。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)可以提前預測，可以作為參考，做到提前預測、提前規(guī)劃、提前預警，力爭做到避免重復灌溉，降低灌溉成本，讓農(nóng)戶多雨年份提前預警，干旱年份有水可澆。