2022数维杯问题D：三重拉尼娜事件下极端气候灾害的损失评估和应对策略研究-思路分析

题目解析

题目给出了简单的拉尼娜事件背景知识和数据平台。

结合资料，”拉尼娜”(在西班牙语中意为"小女孩")，指的是赤道中东太平洋海表温度大范围持续异常偏冷的现象。监测结果显示，2020年8月至今，赤道中东太平洋海表温度一直处于偏低状态，尤其在2020年秋冬季、2021年秋冬季以及今年秋冬季，这三个时间点附近的海温明显偏低，也就是出现3次过程性*低谷”，前后跨越3个冬季，因此被称为"三重"拉尼娜事件。

‘三重’拉尼娜事件并非其一年一年不断叠加，在第三年集中‘放大招'，因此不代表气候影响会加倍，虽然在一定程度上具有累积效应。”国家气候中心气候服务首席专家周兵说。

历史资料显示，北半球出现连续两个拉尼娜冬季较为常见，但连续3个则不多见。在此之前，“三重”拉尼娜事件在近40年的观测中仅发生过两次，分别出现在20世纪70年代中期和20世纪90年代末。专家分析，在全球变暖的背景下，热带印度洋、大西洋和西太平洋增暖较快，三大洋海温年代际变化和长期增暖趋势不均匀，通过海盆间的影响有利于拉尼娜现象的持续发生。

题目比较难的是没有给出数据和具体问题，而是给了我们一个大方向让我们自由地去建模和分析。

（1）对参与全球三重拉尼娜事件的主要国家和地区进行统计分析，并预测未来三重拉尼娅事件的可能性；

根据历史资料，自1950年以来，持续三年的“三重”拉尼娜现象仅发生过两次。而在2022年，就可能出现72年第3次了。

7月中旬以来，通过对拉尼娜现象的海洋和大气成分监测数据来看，的确也出现了略有增强的情况。

所以，世界气象组织发布预警，那就是——在2022年9月至11月期间，拉尼娜现象继续存在的可能性约为70%，厄尔尼诺现象发展的可能性接近零。同时，在2022年12月-2023年2月的可能性较大，约为55%

所以，北半球连续三个冬季出现拉尼娜现象，也是本世纪首次“三峰”拉尼娜现象。这必然会带来气候的重大转变。因为拉尼娜现象会再次配合我们说的全球变暖发展趋势，进一步地改变全球的气候模式，这绝对不是好消息。

在发展之下，会导致区域性的极端性气候变化更加疯狂。例如：“非洲之角和南美洲南部不断恶化的干旱，就是拉尼娜现象的特征，东南亚和澳大拉西亚高于平均水平的降雨量也是如此。所以，拉尼娜现象的发展将会影响人类的生存。而对我国来说，最关键的也是气候的巨变。

回到题目中来，题目中既没有说出三重拉尼娜的判断依据也没有给出统计的具体时间范围，这会让我们有点头疼，不知道该如何下手。需要结合历史资料和海洋表面的温度监测数据建立统计的模型。

根据历史资料，自1951年以来，中国已经出现了15次拉尼娜。拉尼娜通常每三到五年出现一次，在少数情况下，每十年出现一次。最后一次出现在2003年，去年是拉尼娜强大的一年。拉尼娜现象是太平洋中部和东部的海水变得异常寒冷。东南新丰将被太阳加热的海水吹向太平洋西部，导致西部比东部海平面高出近60厘米。西部海水温度升高，气压下降，潮湿空气积聚形成台风和热带风暴，东部底部海水翻转，导致东太平洋海水变冷。

获取海洋表面的温度可以通过Noaa资料库：

http://www.cdc.noaa.gov

NCEP资料介绍：

http://www.nomad2.ncep.noaa.gov/ncep_data/

欧洲气象中心资料(grib和NC格式的)：

http://www.ecmwf.int/

可以通过箱型图或者其他异常数据检测的方法找出异常数据。

我们汇总出影响的国家地区：

保加利亚、伊朗、阿富汗、吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦、中东地区、希腊、土耳其、格鲁吉亚和中国（其中，我国的江苏、浙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广东、四川、重庆、贵州、云南、陕西、山西等地受影响严重。）

接着需要预测，其实国家/国际气象局已经做出了预测（可以直接抄答案）

11月9日，南都记者注意到，世界气象组织（WMO）最新数据显示，已经持续较长时间的拉尼娜事件，很可能会延续到今年底或更久，这将是21世纪首次出现“三重”拉尼娜事件。国家气候中心气候服务首席专家周兵介绍，拉尼娜事件不是影响我国冬季气候的唯一因素，今年出现强烈冷冬的可能性不大。中国气象局方面指出，从统计概率看，拉尼娜事件与全球不同地区、不同作物的产量之间有很强的对应关系。

但是咱们还是要建个模的，这里首先需要确定一下预测的依据（统计这些国家的地理位置特征和气候特征：经纬度、降雨量、气温等），然后搭建模型（SVM/逻辑回归/RF均可）。

（2）以一个国家为例，评估和分析三重拉尼娜事件下高温和干旱造成的各种灾害损失，并提供针对性的应对策略。

考虑到数据的可获得性，不妨以中国为例。

资料显示，记得在2010年出现拉尼娜现象后，全球粮价暴涨，甚至间接引发了中东的“阿拉伯之春”。在寒冬之下，出口量也随之下降，俄罗斯、乌克兰、澳大利亚等产粮大国都被迫减产，甚至颁布出口禁令，将粮食优先本国供应。而那些国家贫穷又买不起高价粮的国家，被迫陷入了供应危机，国民买不到粮食只能挨饿。在这种困境下，民众对官方的不满越来越多，终于在2010年冬天爆发。

所以不难想到，高温、干旱带来的直接影响就是粮食方面的。

对此，我们可以取国内各省市农作物产量、灌溉、气象和社会经济数据,并结合不同地区农作物的生长周期,采用经济学方法,考察气候变化对中国水稻和小麦生产的影响。重点关注气温、降水和日照等气候变量对中国水稻和小麦单产的影响是否有线性关系,是否存在最优拐点。并对此提出对策意见。

（3）以一个国家为例，评估和分析三重拉尼娜事件作用下洪水造成的各种灾害损失，并提供有针对性的应对策略；

与第（2）问大同小异

具体思路解析及参考代码打包思路（含参考文献资料）https://mbd.pub/o/bread/Y5yVl5lv