拉尼娜阴影下 2021年巴西和阿根廷大豆、玉米产量预测

        人们对2021年南美玉米和大豆可能的产量有相当大的兴趣，目前的大部分注意力都放在影响产量前景的天气变化上。美国农业部12月份对巴西玉米和大豆产量的预测分别为43.3亿蒲式耳和48.87亿蒲式耳。阿根廷玉米和大豆产量目前预计分别为19.68亿蒲式耳和18.74亿蒲式耳。2020年下半年拉尼娜现象的发展，引发了关于巴西和阿根廷两种作物产量可能受到影响的大量讨论。这篇文章的目的是分析巴西和阿根廷玉米和大豆在前几年的拉尼娜事件的产量，以确定趋势产量预期是否应该因当前的拉尼娜事件而改变。
      分析
      关于目前的拉尼娜现象对南美作物生长季节天气的潜在影响以及由此对作物产量的影响，有相当多的讨论。问题是:是否应该对潜在的趋势产量偏差进行调整？我们首先简要讨论厄尔尼诺/拉尼娜现象的构成，然后考察这两个国家玉米和大豆产量的历史记录，这些年份的事件与当前类似。
       根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的定义，“厄尔尼诺和拉尼娜是横跨热带太平洋的自然气候模式的相反相位，平均每3-7年来回波动一次。”它们合在一起被称为ENSO，即厄尔尼诺-南方涛动的缩写。热带太平洋的ENSO模式可处于三种状态之一:厄尔尼诺、中性或拉尼娜。厄尔尼诺（暖期）和拉尼娜（冷期）导致热带太平洋部分地区与平均海洋温度、风、气压和降雨量的显著差异。中性表示情况接近其长期平均水平。该定义包括四个天气因素（温度、风、雨量和气压），对这些因素的地理位置的描述相当模糊。L’heureux（2014）进一步细化了这些定义:

       厄尔尼诺:热带太平洋中部和东部的海洋表面变暖，或高于平均海面温度（SST）的现象。在印度尼西亚，降雨趋于减少，而热带太平洋的降雨趋于增加。通常沿赤道自东向西吹、的低空地面风（东风）减弱了，在某些情况下，开始向另一个方向（由西向东或“西风”）。
       拉尼娜:发生在热带太平洋中部和东部的一种海洋表面温度变冷或低于平均海平面温度（SST）的现象。在印度尼西亚，降雨趋于增加，而热带太平洋中部降水减少。赤道附近正常的东风变得更强了。
       中性:既不是厄尔尼诺现象也不是拉尼娜现象。热带太平洋的海温通常接近平均水平。
       这些定义以东太平洋和中太平洋的海面温度为中心，是描述ENSO事件的常用方法。出于我们的目的，我们对“强烈”的拉尼娜现象感兴趣。我们将强烈的拉尼娜现象定义为：当中太平洋和东太平洋地区（尼诺3.4区）的海洋尼诺指数（以三个月为中心的平均值）低于平均值1.0摄氏度时，就会发生强烈的拉尼娜现象。拉尼娜现象的强度是用三个月中心平均气温偏离平均气温的幅度来衡量的，平均气温是根据每五年更新一次的30年基期计算的。从1960年1月到2020年10月的官方ONI数据提供了温度偏差的测量值，并表明在2020年底发生了拉尼娜现象。
      由于我们对南美生长季节之前的拉尼娜现象很感兴趣，因此我们特别考虑发生在收获年份前一个日历年的7月至12月的种植前阶段的事件，而不管事件最终是如何发生的以及何时发生的。因此，我们将拉尼娜现象定义为在7月至12月期间，实际三个月的平均气温至少低于长期平均气温1.0摄氏度。图1标注了1977年1月至2020年10月期间符合这两个标准的11次拉尼娜现象。这种类型的拉尼娜现象平均每四年发生一次。读者应该注意到，对于拉尼娜事件的其他测量方法可能与我们没有考虑到的相关，而这些其他测量方法可能会提供不同的结果。

       图2提供了ONI的每周观测值，并显示了2020年的情况。最新数据显示，目前的拉尼娜现象自11月初达到峰值以来略有减弱，但仍然接近-1.0摄氏度的临界点。

        表1和表2更详细地展示了符合我们定义的前9次拉尼娜事件中每一次的情况，以及接下来一年每个国家的平均玉米和大豆产量的趋势偏差。具体地说，对于每一个事件，我们都给出了峰值异常温度、峰值异常月份、峰值异常之后的作物年份以及这些作物年的产量偏离趋势的情况。

        在强的季前拉尼娜现象之后，多年来玉米和大豆的平均产量模式为产量预期提供了好坏参半的信息。
        巴西：
        1、十年来玉米的平均产量比趋势低0.7蒲式耳/英亩。大豆平均产量比趋势高0.8蒲式耳/英亩。
        2、玉米与趋势的偏差在-7.5蒲式耳到6.0蒲式耳之间。大豆与趋势的偏差在-4.6蒲式耳到3.9蒲式耳之间。
        3、玉米平均产量在50％的时间内低于趋势值（5年），在50％的时间内高于趋势值。大豆的产量在30％以上的时间里都低于平均水平。
        4、自1978年以来，玉米价格低于趋势值的10年中，有两年出现了强烈的拉尼娜现象。自1978年以来，玉米产量超过趋势的前10年中，有一年发生了强烈的拉尼娜现象。
      5、自1978年以来，大豆产量低于趋势线的10年中，有一年是在强烈的拉尼娜现象之后出现的。自1978年以来，大豆产量超过趋势的前10年中，有两年发生了强烈的拉尼娜现象。
       6、表2提供了1989-2020年第一季和第二季作物玉米产量趋势偏差的分析。在这段时间里，有7年发生了拉尼娜现象。这7年第一季玉米的平均产量比趋势水平低0.6蒲式耳。第二季玉米平均产量比趋势值低3.6蒲式耳。第一季和第二季玉米在七次拉尼娜事件中有五次产量低于趋势水平。此外，前10位趋势偏差中有3位和4位分别与第一季和第二季玉米的拉尼娜现象有关。
       阿根廷：
       1、这10年的玉米平均产量比趋势低7.7蒲式耳/英亩。大豆平均产量比趋势低2.2蒲式耳/英亩。
      2、玉米与趋势的偏差在-25.5蒲式耳到4.2蒲式耳之间。大豆与趋势的偏差在-8.5蒲式耳到4.8蒲式耳之间。
      3、玉米平均产量在70％的时间（七年）低于趋势值，30％的时间高于趋势值。大豆平均产量在60％的时间（六年）低于趋势，40％的时间高于趋势。
      4、自1978年以来，玉米价格低于趋势值的10年中，有5年出现了强烈的拉尼娜现象。自1978年以来，玉米产量最高的10年中，没有一年出现过强烈的拉尼娜现象。
      5、自1978年以来，在大豆产量低于趋势值的倒数10年中，有4年发生了强烈的拉尼娜现象。自1978年以来，大豆产量超过趋势的前10年中，有一年发生了强烈的拉尼娜现象。
      影响
      由于目前美国和世界玉米和大豆供应相对紧张，2021年巴西和阿根廷作物的产量将是决定未来一年或更长时间价格走向的非常重要的因素。通过与我们之前的分析相比，我们使用扩展的数据集发现，历史上巴西和阿根廷玉米和大豆产量的与强拉尼娜现象的相关性，为目前拉尼娜现象与2021年趋势偏差的方向和大小提供了有用的信息。或许最重要的发现是，在经历了强拉尼娜现象之后，两国玉米和大豆产量大幅增加的可能性微乎其微。除此之外，作物和国家也有差异。在巴西，第一季玉米和全国大豆产量似乎很少出现产量大幅低于趋势的风险。巴西第二季玉米低于趋势产量的风险增加，平均趋势偏差为-3.6蒲式耳。历史上最显著的产量影响发生在阿根廷，在强拉尼娜现象之后，低于趋势产量的概率为60％-70％。玉米和大豆的平均趋势偏差为-7.7蒲式耳和-2.2蒲式耳。读者应该注意到，我们没有考虑过的拉尼娜现象的其他测量方法可能会产生不同的结果。
      对巴西和阿根廷2021年玉米和大豆作物预期的分析底线是什么？在这个分为两部分的系列文章的第一篇文章中，我们估计巴西2021年玉米和大豆的趋势产量分别为94.9蒲式耳和50.4蒲式耳/英亩。鉴于拉尼娜现象仍在持续，我们不会改变对巴西大豆产量的预期，但认为将玉米产量预期降至低于趋势水平1-2蒲式耳。在同一篇文章中，我们估计2021年阿根廷玉米和大豆的趋势产量分别为127.4蒲式耳和44.1蒲式耳/英亩。分析表明，玉米产量预期降低7-8蒲式耳，大豆产量低于趋势2-3蒲式耳。根据美国农业部12月世界农业生产报告中对收获面积的预测，以趋势值计算，2021年巴西大豆产量为48.06亿蒲式耳，阿根廷为18.19亿蒲式耳。2021年巴西玉米产量为45.74亿蒲式耳，阿根廷作物为19.20亿蒲式耳。如果实现如此大规模的减产，巴西和阿根廷2021年的玉米和大豆总产量将分别减少2亿和1亿蒲式耳。