不同分型厄尔尼诺事件对新疆汛期降水的影响

徐　洁，王　舒，肖高翔

不同分型厄尔尼诺事件对新疆汛期降水的影响

徐洁，王舒，肖高翔

（新疆气象服务中心，新疆乌鲁木齐830002）

基于近49 a新疆102个站点汛期降水资料，分析了东部型、中部型、混合型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水的影响。得出以下结论：东部型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响负距平占75%；中部型厄尔尼诺事件对新疆当年汛期的影响取决于Nino峰值大小，次年影响新疆汛期降水偏多率为100%；混合型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响偏多年份占75%。Nino峰值与相应年份汛期降水距平较为显著，且对新疆各地汛期降水影响不同。用t检验分析了三种类型厄尔尼诺对新疆汛期降水的响应关系，结果表明，新疆大部分地区汛期降水与厄尔尼诺关系显著，t检验<0.01，其中东部型厄尔尼诺事件次年及混合型厄尔尼诺次年T<0.001。

不同分型；厄尔尼诺；汛期；降水；新疆

徐洁，王舒，肖高翔.不同分型厄尔尼诺事件对新疆汛期降水的影响[J].沙漠与绿洲气象，2016，10（3）：53-58.

厄尔尼诺现象是指赤道东太平洋海表面温度异常升高的的现象，伴随厄尔尼诺事件的发生，全球大气环流和气候都会发生异常变化。在中国，已有许多学者研究厄尔尼诺事件对汛期（6—8月，下同）降水的影响。史久恩等[1]研究表明在厄尔尼诺当年,长江流域汛期降水偏多,南北方降水偏少；在厄尔尼诺次年,长江流域汛期降水偏少,南北方偏多。研究认为[2-5]厄尔尼诺当年,我国北方除春季降水偏多外,其余各季以少为主。赵汉光等[6]认为:秋冬季开始出现明显增暖的厄尔尼诺事件无论其当年或次年长江流域梅雨均以偏多为主;春夏季开始增暖的厄尔尼诺事件无论当年或次年梅雨均以偏少为主。王伟[7]等讨论厄尔尼诺事件发生后,西南地区夏季降水较多,易造成涝灾；拉尼娜事件后,西南地区夏季降水较少,易造成旱灾。

新疆自20世纪80年代起就开展了ENSO（El Nino-Southern Oscillation）事件对新疆降水的影响研究。喻葳[8]分析了厄尔尼诺事件的当年和次年,南疆降水冬季较少，夏季较多，且主要集中在6月，厄尔尼诺年的次年,北疆夏季的7月和8月降水较多。李德才[9]、任宜勇[10]讨论了厄尔尼诺对北疆气候的影响，认为厄尔尼诺年当年秋季北疆降水明显偏多,冬季降水正常，次年4—7月降水偏多；反厄尔尼诺的当年及第二年北疆降水长期持续偏少；吴素芬[11]分析厄尔尼诺事件对新疆河流水量丰枯影响发现：在一般的厄尔尼诺事件当年新疆河流水量趋于偏枯，次年水量趋于偏丰；在较强的厄尔尼诺事件的当年及次年则易发生大面积暴雨洪水。刘蕊[12]等人认为ENSO对新疆雨季降水的影响具有明显的滞后性，对新疆雨季降水的影响主要集中在北疆的乌苏、伊宁、精河、奇台，南疆的和田、喀什、库车、阿克苏、哈密等地区。杨莲梅[13]等发现前期冬末至春季5个海温敏感区与新疆北部夏季降水联系密切。刘蕊[14]等研究表明新疆雨季降水周期变化与ENSO变化有明显滞后性，新疆大部地区雨季降水与ENSO关系显著。

但是，厄尔尼诺事件本身也存在着差异，不同类型的厄尔尼诺事件对汛期降水区域的影响也不尽相同。最近几年国际上开展了按照厄尔尼诺事件达到峰值时海温距平的分布进行划分厄尔尼诺类型的研究，而讨论不同类型厄尔尼诺对新疆汛期降水影响的论文还未见到，故本文利用1961—2009年新疆102个国家基本气象站月降水量，按照东部型、西部型、混合型三类厄尔尼诺事件讨论不同类型厄尔尼诺对新疆汛期降水的影响，为新疆中长期气候预测和旱涝灾害的防治提供科学依据。

1　厄尔尼诺事件的分类

根据国内外已有研究成果[15-20]，按照厄尔尼诺发展到盛期时海温距平的分布进行划分。将盛期时最大海温距平主要分布在赤道东太平洋及靠南美沿岸，即Nino3区定义为东部型厄尔尼诺；将盛期时最大海温正距平主要分布在赤道中太平洋日界线附近，即Nino4区定义为中部型厄尔尼诺；将盛期时最大海温正距平的分布介于这两者之间，即位于Nino3.4区定义为混合型厄尔尼诺[20]。具体划分见表1。

表1　近49 a东部型、中部型、混合型厄尔尼诺事件分类

2　检验方法

要判断厄尔尼诺现象与一地的气候变化是否有关系，需要一个客观标准。本文采用统计分析中的t检验作为判断标准。

设厄尔尼诺年对应的气候要素的平均值为x1，标准差为s1，样本数为n1；非厄尔尼诺年对应的气候要素均值、标准差、样本数分别记为x2，s2，n2。

根据公式计算统计t[21]：

对于给定的信度T和自由度n1+n2-2，查t分布的双侧分位数得tT。

若|t|>tT，这说明厄尔尼诺年与非厄尔尼诺年对应气候要素的平均值有显著差异，可认为厄尔尼诺与该要素有显著关系；反之，若|t|

3　结果分析

3.1不同类型厄尔尼诺当年及次年对新疆汛期降水的影响

在有些文章中对厄尔尼诺当年和次年定义不够准确，尤其是持续一年以上的厄尔尼诺年有时会产生混淆。由表1可见，无论厄尔尼诺年持续多长时间，峰期只出现一个，故本文把厄尔尼诺峰期出现年作为厄尔尼诺当年，峰期过后一年作为厄尔尼诺次年，来分别讨论对新疆汛期降水的影响。又因为1969年同年出现了2次厄尔尼诺年东部型和中部型峰期，以Nino指数峰值较大的为优先，故1969年作为东部型厄尔尼诺当年讨论。同理，2002年和2004年作为中部型厄尔尼诺当年，2003年和2005年作为中部型厄尔尼诺次年分析。

为了分析不同类型厄尔尼诺事件对当年及次年新疆汛期的影响，本文利用全疆102个国家基本气象站6—8月平均降水量计算全疆夏季降水距平（表2）：1961—2009年出现了4次东部型厄尔尼诺事件，其当年及次年对新疆汛期降水影响以负距平为主，降水负距平出现次数占东部型厄尔尼诺事件发生次数的75%；中部型厄尔尼诺事件中，当年对新疆汛期降水影响正负距平出现次数各占一半，其中当Nino峰值大于1时以偏多为主，Nino峰值介于0.7~1区间降水偏少，而中部型厄尔尼诺事件发生时，次年新疆汛期降水均为偏多；混合型厄尔尼诺年当年及次年新疆汛期降水影响偏多为主，正距平次数占混合型厄尔尼诺发生次数的75%。

可见，东部型厄尔尼诺事件影响新疆当年及次年汛期降水偏少，而混合型厄尔尼诺事件影响新疆当年及次年汛期降水偏多；中部型厄尔尼诺事件年，其影响新疆次年汛期降水偏多概率达100%，而影响当年情况视Nino峰值大小决定。

同时对Nino峰值与相应年份汛期降水距平做相关分析，其东部型及混合型厄尔尼诺事件对新疆次年汛期降水距平、中部型厄尔尼诺事件对新疆当年汛期降水距平影响较为显著，相关系数超过0.6，为厄尔尼诺年份对汛期降水预测提供了参考依据。

3.2不同类型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年各地汛期降水的影响

表2　不同类型厄尔尼诺当年及次年新疆汛期降水距平及Nino峰值与降水距平拟合关系

图1　东部型厄尔尼诺影响新疆当年及次年汛期降水距平

图2　中部型厄尔尼诺影响新疆当年及次年汛期降水距平

新疆地域辽阔，受天山山脉的影响，北疆、南疆降水天气影响系统不同，各地降水极为不均。本文分厄尔尼诺东部型、中部型、混合型三类，分别讨论全疆102个站点厄尔尼诺影响当年及次年全疆汛期降水分布。

图1为东部型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水的影响。可见当东部型厄尔尼诺事件发生时，除哈密地区、阿克苏北部山区、阿勒泰北区山区降水偏多外，全疆其余地区汛期降水均偏少。其中塔城、阿勒泰地区偏少1成，伊犁地区、北疆沿天山一带、天山山区偏少1.5～3成，吐鲁番地区、南疆地区偏少2～3成，尤其和田东部洛浦至于田一带偏少5成。

东部型厄尔尼诺事件发生次年，阿勒泰地区、克拉玛依、昌吉州东部、吐善托盆地、哈密和巴州南部降水偏多，其中阿勒泰福海偏多5成，塔城、博州、伊宁、乌鲁木齐以西的北疆沿天山一带、哈密北部、南疆巴州北部、阿克苏、喀什、和田地区均为偏少，其中最大负距平中心位于和田地区，偏少6成。

图2为中部型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响。中部型厄尔尼诺事件发生年，全疆大部均为负距平，负距平中心位于巴州南部若羌；博州、伊犁河谷、吐鲁番地区、哈密北部、阿克苏北部山区略偏多1成左右。

中部型厄尔尼诺事件发生次年，新疆降水明显偏多，全疆102个站中仅13个站为负距平，石河子、阿克苏、和田西部，较常年略偏少或偏少1成，其余89个站均为正距平，其中阿勒泰地区偏多3成，塔城北部偏多5成以上，伊犁河谷较常年略偏多，塔城南部地区、博州、克拉玛依、昌吉、吐鲁番、巴州北部、克州等地偏多2～3成，巴州南部偏多1倍以上。

图3为混合型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水的影响。混合型厄尔尼诺事件发生时，南北疆汛期降水分布不均，北疆大部、吐善托盆地、巴州北部、南疆西部山区汛期降水较常年偏多，其中尉犁偏多一倍以上，呼图壁、巴州北部、阿克苏和喀什部分地区偏多6成以上。汛期降水偏少地区集中在哈密北部山区、伊犁河谷山区、阿克苏北部山区、喀什东部、和田东部至巴州南部一带。

混合型厄尔尼诺事件发生次年，北疆大部、巴州北部、喀什东部至和田西部一带汛期降水偏多，其中塔城地区偏多9成，伊犁河谷、北疆沿天山一带偏多4～6成，巴州北部、喀什东部、和田西部偏多2～3成。其他地区汛期降水较常年偏少，吐鲁番、巴州南部偏少2～3成，哈密、阿克苏地区、南疆西部山区偏少1～2成。

3.3不同类型厄尔尼诺事件对新疆汛期降水显著性检验

将拉尼娜发展到盛期时海温负距平峰值分布在Nino3区、Nino4区、Nino3.4区时，定义为东部型、中部型、混合型拉尼娜事件。按此标准，筛选出发生东部型拉尼娜事件年份为1961、1962、1963、1964、1966、1967、1971、1973、1975年；中部型拉尼娜事件年份为1968、1974、1986、2000、2001年；混合型拉尼娜事件年份为 1981、1984、1985、1988、1989、1999年。以某类型厄尔尼诺年各站汛期降水值为一个样本，对应类型拉尼娜年各站汛期降水为一个样本，按（1）式计算新疆汛期降水t值（表3）。结果表明东部型厄尔尼诺事件次年及混合型厄尔尼诺次年T< 0.001,东部型当年、混合型当年、中部型当年及次年T<0.01，说明这种现象不是一种偶然现象，而是新疆汛期降水与厄尔尼诺之间存在一种相隔一定距离的遥相关关系。

表3　不同类型厄尔尼诺当年及次年与新疆汛期降水t检验

图3　混合型厄尔尼诺影响新疆当年及次年汛期降水距平

图4为不同类型厄尔尼诺年新疆各站t检验值分布图，由图4可看出不同类型厄尔尼诺年当年及次年对新疆汛期降水显著相关区域。新疆大部地区汛期降水较为明显，相对不明显区域位于塔城、阿勒泰及巴州的北部、吐鲁番地区、哈密北部、南疆喀什至和田南部地区的t>0.01，表明新疆汛期降水不仅受强ENSO的影响，还受其他大气系统的影响。

4　结论

将1961—2009年期间厄尔尼诺事件分为东部型、中部型、混合型三类，分别讨论了不同类型厄尔尼诺事件对新疆当年、次年汛期降水的影响，获得以下结论：

（1）东部型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响均以负距平为主，负距平次数占发生次数的75%；中部型厄尔尼诺事件对新疆当年汛期的影响为Nino峰值大于1时降水偏多，Nino峰值介于0.7~1区间降水偏少，其次年影响新疆汛期降水均为偏多；混合型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响均偏多，正距平占发生次数的75%。

（2）Nino峰值与相应年份汛期降水距平做相关分析，其东部型及混合型厄尔尼诺事件对新疆次年汛期降水距平、中部型厄尔尼诺事件对新疆当年汛期降水距平影响较为明显，相关系数超过0.6。

图4　不同类型厄尔尼诺年新疆各站t检验值分布

（3）不同类型厄尔尼诺事件对新疆当年及次年汛期降水影响区域不同。东部型厄尔尼诺事件发生当年，除哈密地区、阿克苏北部山区、阿勒泰北区山区降水偏多外，全疆其余地区汛期降水均偏少，发生次年，阿勒泰地区、克拉玛依、昌吉州东部、吐善托盆地、哈密和巴州南部降水偏多，其余地区偏少；中部型厄尔尼诺事件发生当年，全疆大部汛期降水为负距平，发生次年，新疆降水明显偏多，全疆87%站点为正距平，巴州南部偏多1倍以上；混合型厄尔尼诺事件发生当年及次年北疆大部降水均为偏多，当年伊犁河谷降水偏少，次年阿克苏、巴州南部偏少。

（4）新疆大部地区汛期降水较为明显，说明这种影响不是一种偶然现象，而是由于新疆降水和厄尔尼诺事件之间存在着一种物理的遥相关关系。但是，一些地方的响应关系相对不明显，t>0.01，例如塔城、阿勒泰及巴州北部、吐鲁番地区、哈密北部、南疆喀什至和田南部地区，这表明新疆雨季降水不仅受强ENSO的影响，还受其他大气系统的影响。

需要指出的是，目前划分厄尔尼诺类型标准并不统一，本文分类主要参考Kug[15]、袁媛[20]等的工作，较为客观的厄尔尼诺划分方法研究可作为下一步工作开展研究。

[1]史久恩，林学椿，周琴芳.厄尔尼诺现象和我国夏季（6—8）降水、气温的关系[J].气象，1983（4）：2-5.

[2]姚辉，李栋梁.厄尔尼诺事件与中国降水及历史旱涝[J].应用气象学报，1992，3（2）:228-234.

[3] 郑冬晓，杨晓光.ENSO对全球及中国农业气象灾害和粮食产量影响研究进展[J].气象与环境科学，2014，37（4）：90-101.

[4] 董安祥，王劲松，李忆平.1920年中国北方7省（市）大旱的灾情及其成因[J].干旱气象，2013，31（4）：750-755.

[5] 王闪闪，王素萍，冯建英.2015年全国干旱状况及其影响与成因[J].干旱气象，2016，34（2）：382-389.

[6]赵汉光，张先恭，丁一汇.厄尔尼诺与我国气候异常[C]//长期天气预报论文集.北京：气象出版社，1990：108-118.

[7]王伟，冯爽.西南地区夏季旱涝与厄尔尼诺（拉尼娜）的关系分析[J].成都信息工程学院院报[J].2012（27）：412-418.

[8]喻葳.厄尔尼诺年新疆的气温及降水分析[J].新疆气象，1987（11）：25-29.

[9]李德才.厄尔尼诺现象与新疆（北疆）气温、降水的关系[J].新疆气象，1989（2）：15-20.

[10]任宜勇.ENSO与新疆天气的关系 [J].新疆气象，1989 （12）：34-38.

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[12]刘蕊，杨青.新疆雨季降雨量的小波分析及其余ENSO的响应关系[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（2）：15-19.

[13]杨莲梅，杨涛.新疆北部夏季降水与海温异常的关系[J].中国沙漠，2010，30（5）：1215-1220.

[14]刘蕊，杨青.新疆雨季降水量的小波分析及其与ENSO的响应关系[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（5）：15-18.

[15]Kug J S，Jin F，Fn S I.Two types of El nino events：Cold tongue El nino and warm pool El nino[J].Climate，2007，22：1499-1515.

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[21] 魏淑秋.农业气象统计[M].福州:福建科学出版社，1985：58-63.

El Nino Events of Different Types and Their Impact on the Flood Season Precipitation in Xinjiang

XU Jie，WANG Shu，XIAO Gaoxiang
（Xinjiang Meteorological Service Center，Urumqi 830002，China）

Based on the flood season precipitation from 102 meteorological stations during 1961-2009，we analyzed the impact of different El Nino types（Eastern Pacific type，Central Pacific type and Mixed type）on the flood season precipitation in Xinjiang.The results showed that the current and flowing flood season precipitation impact of Eastern Pacific type was negative,and the negative anomaly accounted for 75%.The current flood season precipitation impact of Central Pacific type was depended on Nino，all the flowing flood season precipitation was increasing.the impact of Mixed Pacific type El Nino on current and flowing flood season precipitation anomalies was positive, and the positive anomaly accounted for 75%.The peak value of Nino was significantly correlated precipitation,and has different impacts on flood season precipitation of state.The response relationship between El Nino and the flood season precipitation in Xinjiang was analyzed with T-test.The result shows that the response relationship between the flood season precipitation and the El Nino is significant,and the t-test value was less than 0.01，the T value of the current Eastern Pacific type and flowing Mixed Pacific type El Nino was less than 0.001.

different types；El Nino；flood season；precipitation；Xinjiang

P426.52

A

1002-0799（2016）03-0053-06

10.3969/j.issn.1002-0799.2016.03.008

2015-08-05；

2015-12-01

新疆气象局2015年面上课题（2015MS07）。

徐洁（1981-），女，高级工程师，从事专业天气预报与服务工作。E-mail：xujie_cuit@163.com