中國臺風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估研究

1、臺風(fēng)災(zāi)害主要由大風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮及其引發(fā)的次生災(zāi)害所造成。臺風(fēng)災(zāi)害主要由大風(fēng)、暴雨、風(fēng)暴潮及其引發(fā)的次生災(zāi)害所造成。 臺風(fēng)致災(zāi)因子 一 研究背景與研究目標(biāo) 每年平均7.2次臺風(fēng) 登陸中國大陸 中國臺風(fēng) 土地: 12.5% 人口: 38.9% GDP: 57.3% 財(cái)政收入: 61.6% 一 研究背景與研究目標(biāo) 年平均 200200億億損失 1996損失達(dá)到970.7億元 損失有增加的趨勢 嚴(yán)重的臺風(fēng)災(zāi)害損失 中國臺風(fēng)災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失（2000年不變價(jià)格） 970.7 一 研究背景與研究目標(biāo) 臺風(fēng)災(zāi)害是我國的主要災(zāi)害，每年帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失與人員 傷亡，威脅到沿海的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展 從全球變化角度看，

2、雖然不足以證明西北太平洋臺風(fēng)發(fā)生頻率 和平均強(qiáng)度有增加的趨勢，但是少有的極具破壞力的強(qiáng)臺風(fēng)會(huì) 隨著全球海平面溫度的升高而相應(yīng)增加。這就說明少數(shù)臺風(fēng)災(zāi) 害可能會(huì)造成更為嚴(yán)重的影響。 “開展全國自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析急需開展重要經(jīng)濟(jì)開發(fā) 區(qū)的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合分析和城市重大自然災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分析” 中國21世紀(jì)議程：中國21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書 對于臺風(fēng)災(zāi)害的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，特別是風(fēng)險(xiǎn)研究方面，研究 還比較少。而美國早在1980年代，就全面開展了加勒比海沿岸 地區(qū)颶風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估工作（Howard Kunreuther，et al., 1998） 選題依據(jù) 一 研究背景與研究目標(biāo) 國內(nèi)外研究進(jìn)展自然災(zāi)害

3、綜合風(fēng)險(xiǎn)評估（國內(nèi)外研究進(jìn)展自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估（1 1） 主要災(zāi)害學(xué)派主要災(zāi)害學(xué)派 致災(zāi)因子學(xué)派致災(zāi)因子學(xué)派 承災(zāi)體學(xué)派承災(zāi)體學(xué)派 孕災(zāi)環(huán)境學(xué)派孕災(zāi)環(huán)境學(xué)派 災(zāi)害系統(tǒng)學(xué)派災(zāi)害系統(tǒng)學(xué)派 從要素到綜合從要素到綜合 一 研究背景與研究目標(biāo) 當(dāng)前災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)研究都高度重視人類活動(dòng)在災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)形成中的作用機(jī)制，當(dāng)前災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)研究都高度重視人類活動(dòng)在災(zāi)害與風(fēng)險(xiǎn)形成中的作用機(jī)制， 并應(yīng)將二者的研究緊密結(jié)合起來（并應(yīng)將二者的研究緊密結(jié)合起來（IkedaIkeda，20032003） 。 災(zāi)害研究中，將災(zāi)害脆弱性評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)相結(jié)合；災(zāi)害研究中，將災(zāi)害脆弱性評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)相結(jié)合； 風(fēng)險(xiǎn)研究中，將風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與形成風(fēng)

4、險(xiǎn)的致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評價(jià)相結(jié)合；風(fēng)險(xiǎn)研究中，將風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與形成風(fēng)險(xiǎn)的致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評價(jià)相結(jié)合； 災(zāi)害防御政策制定中，將減災(zāi)工程措施與非工程措施相結(jié)合；災(zāi)害防御政策制定中，將減災(zāi)工程措施與非工程措施相結(jié)合； 風(fēng)險(xiǎn)管理中，將風(fēng)險(xiǎn)管理的政策制定等非工程措施與風(fēng)險(xiǎn)控制的工程措施相結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)管理中，將風(fēng)險(xiǎn)管理的政策制定等非工程措施與風(fēng)險(xiǎn)控制的工程措施相結(jié)合 總之，綜合風(fēng)險(xiǎn)研究已成為與全球變化研究相類似的多學(xué)科交叉總之，綜合風(fēng)險(xiǎn)研究已成為與全球變化研究相類似的多學(xué)科交叉 研究的綜合學(xué)科前沿領(lǐng)域；與全球變化科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展科學(xué)的研究的綜合學(xué)科前沿領(lǐng)域；與全球變化科學(xué)和可持續(xù)發(fā)展科學(xué)的 發(fā)展一樣，正在走向更高層次的

5、綜合與集成研究階段，它們共同發(fā)展一樣，正在走向更高層次的綜合與集成研究階段，它們共同 構(gòu)成地球系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的主要方向（史培軍等，構(gòu)成地球系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的主要方向（史培軍等，20042004）。）。 一 研究背景與研究目標(biāo) 國內(nèi)外研究進(jìn)展自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估（國內(nèi)外研究進(jìn)展自然災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估（2 2） 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 廣義概念：廣義概念： 孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性評估孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性評估 致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評估致災(zāi)因子危險(xiǎn)性評估 承災(zāi)體脆弱性評估承災(zāi)體脆弱性評估 狹義概念：狹義概念： 致災(zāi)因子及其可能造成的致災(zāi)因子及其可能造成的 災(zāi)情之超越概率的估算災(zāi)情之超越概率的估算 Risk=Probabilit

6、yConsequences (風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)) （事件概率）（事件概率） （可能災(zāi)情）（可能災(zāi)情） Danger Hazard Risk (危險(xiǎn)危險(xiǎn)) （危險(xiǎn)性）（危險(xiǎn)性） （風(fēng)險(xiǎn)）（風(fēng)險(xiǎn)） 災(zāi)害災(zāi)害 系統(tǒng)系統(tǒng) 風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn) 評估評估 災(zāi)害災(zāi)害 風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn) 評估評估 一 研究背景與研究目標(biāo) 19世紀(jì)，臺風(fēng)有一些零星的記錄。 20世紀(jì)初，一些學(xué)者對東亞臺風(fēng)的生成、路徑和結(jié)構(gòu)都有所研究。 1940年代，氣象開始用飛機(jī)探測臺風(fēng)，也包括雷達(dá)等。 1950年代，李憲之提出“臺風(fēng)生成綜合學(xué)說”理論 銳爾的熱帶氣象學(xué)、竺原彰的臺風(fēng)論、高由禧和曾佑思的臺風(fēng)路徑 圖及其一些統(tǒng)計(jì)、陳錫章的太平洋臺風(fēng)的發(fā)生發(fā)展和赤道天氣圖。

7、1960年代和1970年代，臺風(fēng)的數(shù)值模擬 Charnay、Eliassen（1964）、Oogama（1964）等人提出的CISK機(jī)制（即熱帶 氣旋發(fā)生發(fā)展的第二類條件不穩(wěn)定理論）。 1970年代末以來，臺風(fēng)實(shí)驗(yàn) 陳聯(lián)壽和丁一匯合著的西北太平洋概論 1980年代以來，Oogama（1982）等人提出的多尺度相互作用促使熱帶 氣旋的形成和發(fā)展的理論。 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)形成機(jī)理國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)形成機(jī)理 一 研究背景與研究目標(biāo) 近百多年來的臺風(fēng)資料，對臺風(fēng)的年際變化、季節(jié)變化、發(fā) 生源地和強(qiáng)度的時(shí)空分布特征、路徑類型等方面進(jìn)行了統(tǒng)計(jì) 分析和地理描述。 1. 從空間上看 在全球范圍內(nèi)，西北太平洋

8、的臺風(fēng)總數(shù)和年均次數(shù)最多。 西北太平洋臺風(fēng)生成最集中的地區(qū)主要分布在中國南海、菲 律賓群島以及馬里亞納海群島附近（陳世榮，1990）。 西北太平洋臺風(fēng)出現(xiàn)最多的區(qū)域大約在147.5E和10-30N以 西到105E和20N呈三角形區(qū)域（樂群，董謝瓊，馬開玉， 2000）。 登陸我國的臺風(fēng)主要集中在18-26N，及從海南到福建的南 方各個(gè)省份（陳敏，鄭永光，桃祖鈺，1999）。 一 研究背景與研究目標(biāo) 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)時(shí)空分布國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)時(shí)空分布 1949年以前臺風(fēng)頻數(shù)偏少，平均每年20次，最多是1938年共出現(xiàn)32次 ，最少是1885和1901年僅有9次（樂群，董謝瓊，馬開玉，2000）

9、； 1949年以后臺風(fēng)頻數(shù)明顯增多，平均每年35.6次（陳敏，鄭永光，桃 祖鈺，1999）。 1950年代臺風(fēng)數(shù)目目有所下降，而從1959年到1972年，熱帶氣旋數(shù)目 增多，然后又開始下降，除了1980年代后期和1990年代初期略有增加 外，一直保持這種下降趨勢。特別是1990年代后期，幾乎達(dá)到了最低 值（J.C. Chan, J.E. Shi, 1996）。 多登陸臺風(fēng)年主要出現(xiàn)在1880年代末，及1960年代到1970年代（王紹 武，龔道溢，陳振華，1999）。 登陸華東和華南的臺風(fēng)具有3-5年的周期震蕩（田輝，馬開玉，林振山 ，1998）。 2. 從時(shí)間上看 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)時(shí)空分布國

10、內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)時(shí)空分布 一 研究背景與研究目標(biāo) 臺風(fēng)災(zāi)害致災(zāi)因子的研究，主要集中在臺風(fēng)頻率分布 圖研究上，很多地圖集刻畫了臺風(fēng)影響地區(qū)的臺風(fēng)分 布規(guī)律 中華人民共和國氣候圖集（2002） 中華人民共和國自然地圖集（1999） 中國自然災(zāi)害地圖集（張?zhí)m生主編，1992） 中國自然災(zāi)害系統(tǒng)地圖集（史培軍主編，2003） 西北太平洋熱帶氣旋氣候圖集（1982） 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)分析國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)分析 一 研究背景與研究目標(biāo) X RMW Rgale VmrV )()( V(r)距離臺風(fēng)中心為距離臺風(fēng)中心為r的大風(fēng)風(fēng)速的大風(fēng)風(fēng)速 Vm最大風(fēng)速最大風(fēng)速 Rgale最大半徑最

11、大半徑 RMW最大半徑最大半徑 臺風(fēng)結(jié)構(gòu) 風(fēng)眼 Swiss Re, Partner Re, 1997 一 研究背景與研究目標(biāo) 建筑物易損性方面 海岸帶對臺風(fēng)暴雨和風(fēng)暴潮的抵御能力 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的角度分析區(qū)域脆弱性 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)災(zāi)害脆弱性分析國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)災(zāi)害脆弱性分析 一 研究背景與研究目標(biāo) 許啟望等（1998）對利用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式采用直接經(jīng)濟(jì)損失和災(zāi)度二個(gè)綜合性因子進(jìn)行 臺風(fēng)風(fēng)暴潮災(zāi)害的損失評估。 盧文芳計(jì)算了1949-1990年影響上海地區(qū)臺風(fēng)造成的人員傷亡、農(nóng)田受淹、房屋倒 損三方面的災(zāi)情指數(shù)，并在此基礎(chǔ)上劃分災(zāi)害等級（盧文芳，1995）。 林繼生等發(fā)展了國民經(jīng)濟(jì)直接損失模式（ELM）

12、和倒損房屋數(shù)量模式（HCM和HDM） 等災(zāi)害損失預(yù)測模式（林繼生，羅金玲，1995）。 美國旅游保險(xiǎn)公司（Travelers Insurance Company）的研究小組對臺風(fēng)損失估價(jià) 做了比較全面的研究（Friedman的模式）。 中國國家氣象局也建立起基于經(jīng)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)的臺風(fēng)損失預(yù)測模型（Yao X., Tian C. and Fan Y., 1993）。 臺風(fēng)綜合災(zāi)情指數(shù)（黃崇福，2000；樊琦，梁必騏，2000；丁燕，史培軍，2002） 。 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)損失評估國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)損失評估 一 研究背景與研究目標(biāo) 馬宗晉等，災(zāi)度；劉燕華等，損失深度；于慶東等，生命損失價(jià)值 災(zāi)度判別法

13、、模糊綜合評判、物元分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等災(zāi)情等級模型。 美國加勒比海災(zāi)害減輕項(xiàng)目（Caribbean Disaster Mitigation Project），TAOS系統(tǒng)（JanCVermeiren, 1997），這個(gè)系統(tǒng)的精度相 對于傳統(tǒng)的WHAFIS和SLOSH模式有比較大的提高。 美國也很早對Camille臺風(fēng)進(jìn)行模擬，給出了50英里海岸線每年發(fā)生臺 風(fēng)或者強(qiáng)臺風(fēng)的概率（美國商業(yè)部，1976），同時(shí)運(yùn)用經(jīng)濟(jì)模型，用 1970年的參數(shù)預(yù)測2000年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，以此推斷同樣強(qiáng)度的臺風(fēng) 對生命和財(cái)產(chǎn)的影響。 目前對臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估仍未有成熟的方法，國內(nèi)已有的研究主要是 臺風(fēng)危險(xiǎn)性分析，其手段

14、主要是找出與臺風(fēng)相關(guān)因子，然后進(jìn)行打分 評估。 丁燕等（2002）提出了臺風(fēng)綜合評估模型，在不考慮防災(zāi)減災(zāi)措施下 的風(fēng)險(xiǎn)值模型綜合考慮了致災(zāi)因子和承災(zāi)體易損性，但是對于選擇合 適的指標(biāo)體系和權(quán)重、考慮環(huán)境影響因素等還需要進(jìn)一步的研究。 國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究國內(nèi)外研究進(jìn)展臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究 一 研究背景與研究目標(biāo) （1）災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)評估，是對災(zāi)害系統(tǒng)進(jìn) 行全面的風(fēng)險(xiǎn)評估，包括致災(zāi)因子風(fēng) 險(xiǎn)分析、承災(zāi)體脆弱性評價(jià)、孕災(zāi)環(huán) 境穩(wěn)定性評估等方面。 （2）中國臺風(fēng)災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)研究比較少。 基本認(rèn)識 一 研究背景與研究目標(biāo) 針對中國臺風(fēng)災(zāi)害系統(tǒng)研究的現(xiàn)狀， 在分別建立致災(zāi)因子時(shí)空強(qiáng)可能性模型、 承

15、災(zāi)體脆弱性評價(jià)模型和臺風(fēng)損失評估模 型的基礎(chǔ)上，對中國臺風(fēng)災(zāi)害進(jìn)行綜合風(fēng) 險(xiǎn)評估，并應(yīng)用評估結(jié)果，進(jìn)一步探討臺 風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理模式和預(yù)防措施。 研究目標(biāo) 一 研究背景與研究目標(biāo) 西北太平洋臺風(fēng)災(zāi)害 時(shí)空分異規(guī)律 風(fēng)險(xiǎn)評估 對海洋經(jīng)濟(jì)影響評估 陸地臺風(fēng)災(zāi)害 致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估 損失評估 危險(xiǎn)性評估 潛在損失模擬 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理 保險(xiǎn)部門政府部門 數(shù)據(jù)庫的建立 1949-20001949-2000年共計(jì)年共計(jì)5151年的熱帶氣旋年鑒資料。年的熱帶氣旋年鑒資料。 熱帶氣旋概況、 熱帶氣旋紀(jì)要表、 熱帶氣旋對我國的影響簡表、 熱帶氣旋路徑圖、 熱帶氣旋中心位置資料 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 基本信息

16、主要有基本信息主要有 （1）臺風(fēng)簡要信息：臺風(fēng)序號、名稱、起始日期、終止日期 、強(qiáng)度等級、中心氣壓極值、最大風(fēng)速極值、源地經(jīng)緯度 、登陸點(diǎn)的經(jīng)緯度、登陸時(shí)的風(fēng)速級別、登陸時(shí)的中心氣 壓、路徑趨向等。 （2）每6小時(shí)臺風(fēng)中心為主信息：熱帶氣旋災(zāi)害編號、名稱、 中心位置經(jīng)緯度、中心氣壓、最大風(fēng)速等。 熱帶氣旋的年際年內(nèi)變化 y = -0.0133x2 + 0.4871x + 39.648 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 1949 1953 1957 1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 次數(shù) 年 194920

17、00年西北太平洋共發(fā)生熱帶氣旋1444次，平均每年27.77個(gè) 。 登陸次數(shù) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 頻數(shù) 3 4 7 21 19 22 15 9 8 8 7 1 每年登陸臺風(fēng)數(shù)頻率 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 36(1.76%) 23(1.12%) 29(1.42%)49(2.39%) 68(3.32%) 149(7.28%) 303(14.79%) 435(21.24%) 394(19.24%) 283(13.82%) 180(8.79%) 99(4.83%) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 123456

18、789101112 月份 次數(shù)/次 0 5 10 15 20 25 百分比/% 次 數(shù) 百分比 熱帶氣旋在2月份發(fā)生次數(shù)最少，然后逐漸增多， 8月份發(fā)生次數(shù)最多，然后從9月份又逐漸減少。 另外可以看到，熱帶氣旋集中發(fā)生在7、8、9、10 這4個(gè)月，占到了總數(shù)的68.6%。 熱帶氣旋的年際年內(nèi)變化 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 熱帶氣旋路徑頻數(shù)統(tǒng)計(jì) (1949-2000) 單個(gè)臺風(fēng)單個(gè)臺風(fēng)1年統(tǒng)計(jì)年統(tǒng)計(jì) 50年統(tǒng)計(jì)年統(tǒng)計(jì) 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 1 1 經(jīng)緯度網(wǎng)格統(tǒng)計(jì) 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 西北太平洋熱帶氣旋路徑頻數(shù)分布（1949-2000） 北京 慕尼黑保險(xiǎn)公司，2000

19、二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 1950S 1960S 1970S 1980S 1990S 年際變化 春季 夏季 秋季冬季 多數(shù)臺風(fēng)在10-20N之間向偏西方向移動(dòng)，于菲律賓呂宋島東側(cè)的海面 上分成三部分： 一部分向西進(jìn)入南海北部后又分成兩支，一支繼續(xù)西行，經(jīng)我國海南省及 其附近海面到達(dá)越南北部，另一支北上登陸廣東； 另一部分向東北方向移動(dòng)經(jīng)我國臺灣省后在東南沿海登陸，或繼續(xù)北上移 往山東半島、遼東半島一帶； 還有一部分轉(zhuǎn)向移往日本。 熱帶氣旋路徑圖 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 少數(shù)臺風(fēng)沿20N附 近西移，到130E左 右向西北方向進(jìn)入東 海，然后北移經(jīng)朝鮮 半島南部轉(zhuǎn)向日本。 N=log

20、10(v12v22Vn2), vn表示各次熱帶氣旋中心風(fēng)速。 熱帶氣旋風(fēng)速強(qiáng)度指數(shù)和熱帶氣旋 中心位置次數(shù)的分布相差不大，但 風(fēng)速強(qiáng)度指數(shù)最高值范圍明顯比中 心位置次數(shù)高值區(qū)分布范圍廣，覆 蓋了從110-140E、10-20N的區(qū)域 ，包括中國海南島、臺灣、廣東附 近的島嶼，而這些地區(qū)熱帶氣旋中 心位置次數(shù)并不是最高，由此看出 ，這些地區(qū)熱帶氣旋大風(fēng)比較強(qiáng)勁 ，受熱帶氣旋大風(fēng)的威脅嚴(yán)重。 熱帶氣旋風(fēng)速強(qiáng)度指標(biāo)分布圖 熱帶氣旋中心位置次數(shù)分布圖 熱帶氣旋風(fēng)速強(qiáng)度分析 0.2 0.4 0.6 0.8 1 152535455565758595 風(fēng)速(m/s) 概率 熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析（1） y = 0

21、.5539e-0.3814x R2 = 0.9609 0 0.1 0.2 0.3 0.4 152535455565758595 風(fēng)速(m/s) 概率 西北太平洋熱帶氣旋大風(fēng)概率 西北太平洋熱帶氣旋大風(fēng)累計(jì)概率 熱帶氣旋風(fēng)速主要分布在小 于50m/s的范圍內(nèi)，風(fēng)速為 50m/s累積概率達(dá)到92.93 ；風(fēng)速為75m/s的大風(fēng)占到 99.41，說明風(fēng)速75m/s以 上的大風(fēng)比較罕見，僅有 0.59的可能。 y=0.5539e-0.3814x (r2=0.9609) 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 熱帶氣旋最大風(fēng)速的概率呈指數(shù)分布 V 為最大風(fēng)速 Vu eVxP )( ,u為參數(shù) 熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析（

22、2） 風(fēng)速 Vu eVP )( 概率 選取落在網(wǎng)格單元內(nèi)的 所有風(fēng)速為論域空間 （x1, x2, x3, xn） 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 選取落在網(wǎng)格單元內(nèi)的所有風(fēng)速為論域空間，則令信息分 配控制點(diǎn)定為： u= u1,u2,ui,u15 則各個(gè)風(fēng)速可以用隸屬度函數(shù)的分布來表示落在控制點(diǎn)范圍內(nèi)的 貢獻(xiàn)率，如下式： 其中vi為風(fēng)速值，uj為信息分配控制點(diǎn)。 信息擴(kuò)散（黃崇福） ji ji ji uv uv uv vUi 0 1 )( 概率函數(shù)的擬合 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 西北太平洋熱帶氣旋大風(fēng) 頻率分布圖 10年 20年 50年 臺風(fēng)災(zāi)害對中國海洋經(jīng)濟(jì)的影響評價(jià) 54 41 23

23、 102 84 193 100 290308 20 52 121100 66 80 0 50 100 150 200 250 300 350 19891991199319951997199920012003 年份 經(jīng)濟(jì)損失(億元) 622 292 146 251 152 1248 55 644 22 146 768 79 401 124123 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 19891991199319951997199920012003 年份 死亡、失蹤人口 海洋災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失（1989-2003年） 海洋災(zāi)害死亡、失蹤人口(1989-2003年） 年平均損失

24、達(dá)到了108.9億元，其中 損失最大的年份為1997年，達(dá)308億 元的損失（9711）。 從1989到1997年之間，海洋災(zāi)害造成 的經(jīng)濟(jì)損失呈現(xiàn)上升趨勢，而從1997 年以后，經(jīng)濟(jì)損失略微降低，基本保 持在60-100億元的損失之間。 海洋災(zāi)害的人員傷亡基本保持在 每年600人左右。 1994年死亡、失蹤人數(shù)最多，達(dá) 到了1248人，各年人員損傷基本 保持在500左右浮動(dòng)，近幾年來 死亡、失蹤人數(shù)有所減少。 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 中國海洋功能分區(qū) 北京 臺風(fēng)災(zāi)害對中國海洋經(jīng)濟(jì)的影響評價(jià) 二 西北太平洋熱帶氣旋風(fēng)險(xiǎn)分析 漁場、 油田、井架 生態(tài)區(qū) 提取臺風(fēng)過程氣象站點(diǎn) 三 中國臺風(fēng)

25、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)分析氣象要素提取 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 0102030405060 風(fēng)速（m/s） 總降雨量(mm) 臺風(fēng)過程風(fēng)速與總降雨量之間的關(guān)系（1） 三種類型：三種類型： 第一類型為大風(fēng)主導(dǎo)型；第一類型為大風(fēng)主導(dǎo)型； 第二類型為降雨主導(dǎo)型；第二類型為降雨主導(dǎo)型； 第三類型為降雨第三類型為降雨-大風(fēng)疊加型。大風(fēng)疊加型。 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 y = 32.998x - 98.317 R2 = 0.269 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 51015202

26、530354045 風(fēng)速（m/s） 總降雨量(mm) 降雨-大風(fēng)疊加型臺風(fēng)降雨與大風(fēng)關(guān)系圖 臺風(fēng)過程風(fēng)速與總降雨量之間的關(guān)系（2） 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 廣東省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 福建省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 浙江省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率

27、 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 廣西省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 江蘇省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 湖南省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 山東省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1

28、52025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 遼寧省 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 152025303540455055 風(fēng)速(m/s) 概率 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 各省臺風(fēng)風(fēng)速概率及累積概率分布圖 年份 受災(zāi)面積 （萬畝） 死亡人口 受傷人口 倒塌房屋 損壞房屋 經(jīng)濟(jì)損失 （2000 年價(jià)格：億元） 1985 64572 878 3738 30.92 106.9461 1986 1936 414 5533 299.36 124.8728 1987 2336 253 360 5.49 53.

29、82809 1988 1877.3 270 2223 10.72 68.16282 1989 3174 564 3528 24.4 111.7814 1990 7386.6 905 5154 53.16 43.03 161.6905 1991 1883.25 306 5826 25.58 67.61 108.7162 1992 6211.91 302 1054 21.12 56.7 238.8249 1993 3166.3 115 1030 52.892 79.338 160.1006 1994 11944.6 1815 12294 134.67 303.06 725.504 1995 292

30、4.1 217 767 17.65 64.81 172.2726 1996 7386.85 1430 12121 72.11 512.97 970.7352 1997 12465.95 347 6845 57.82 203.61 534.5464 1998 444.49 6 6 0.6145 1.833 21.97356 1999 1898 259 1077 20.15 51.51 196.9652 2000 2877.72 179 2285 23.44 54 176.48 2001 3859.47 231 8710 14.32 93.26 343.265 2002 2552.46 212 7

31、508 16.89 29.74 1969.02 0 100 200 300 400 500 600 1985199019952000 (萬間） 倒塌房屋 損壞房屋 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 1985199019952000 年 份 傷亡人口（人） 死 亡 人 口 受 傷 人 口 倒損房屋 傷亡人口 受災(zāi)面積受災(zāi)面積 死亡人口死亡人口 受傷人口受傷人口 倒塌房屋倒塌房屋 損壞房屋損壞房屋 經(jīng)濟(jì)損失經(jīng)濟(jì)損失 124場典型臺風(fēng)災(zāi)害資料場典型臺風(fēng)災(zāi)害資料 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 臺風(fēng)災(zāi)害損失數(shù)據(jù)的整理 中國東部臺風(fēng)經(jīng)濟(jì)損失與受災(zāi)面積（1991-2

32、000年） 經(jīng)濟(jì)損失與GDP受災(zāi)面積與地均農(nóng)業(yè)產(chǎn)值 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 經(jīng)濟(jì)損失冪次定律研究（1） 等級排序統(tǒng)計(jì)與冪次定律分布基本原理 等級排序統(tǒng)計(jì)的第一步需要將樣本進(jìn)行排序： L1L2L3LrLn-1Ln 其中L1為最大值，Ln為最小值。這種排序統(tǒng)計(jì)對分析經(jīng)濟(jì)損失的最 小值和最大值很有幫助，而我們一般關(guān)系最大值的分布。根據(jù)一般 統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，等級為r的損失值Lr和r的大小有關(guān)，而且它們之間近似 指數(shù)分布的關(guān)系，即 rFLrlog 1 loglog 根據(jù)Zipf排序法則，兩邊取對數(shù)，從而 /1 FrLr 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 y = -1.071x + 7.8642 R2 = 0.969

33、1 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 00.511.522.533.54 損失排序?qū)?shù)值 經(jīng)濟(jì)損失億元對數(shù)值 1/ 1 1 2 () next L LL L 臺風(fēng)災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失與等級排序?qū)?shù)關(guān)系 下一場最嚴(yán)重的臺風(fēng)可能帶來 1044.881044.88億億元的損失。 損失預(yù)測 經(jīng)濟(jì)損失冪次定律研究（2） 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 y = -0.9782x + 6.1126 R2 = 0.9519 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.522.533.5 y = -1.4193x + 6.5471 R2 = 0.926 0 1 2 3 4 5

34、6 7 8 00.511.522.533.5 廣東福建 y = -1.7772x + 7.3616 R2 = 0.9529 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.522.533.5 浙江 廣西 y = -1.968x + 6.7002 R2 = 0.9535 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.522.533.5 y = -3.7676x + 6.53 R2 = 0.9291 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.522.533.5 江蘇 y = -2.5149x + 6.3388 R2 = 0.8191 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.

35、522.533.5 湖南 y = -3.1456x + 6.7844 R2 = 0.8872 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.522.533.5 山東 y = -2.8024x + 5.1181 R2 = 0.6262 0 1 2 3 4 5 6 7 8 00.511.522.533.5 遼寧 各省臺風(fēng)損失等級排序方程統(tǒng)計(jì) 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 臺風(fēng)災(zāi)害災(zāi)情評價(jià)指標(biāo)體系 指標(biāo) 巨災(zāi) 大災(zāi) 中災(zāi) 小災(zāi) 微災(zāi) 5 （0.8，1） 4 （0.6，0.8） 3 （0.4，0.6） 2 （0.2，0.4） 1 （0，0.2） 受災(zāi)面積（萬公頃） 1000 500-1000 200-

36、500 50-200 0-50 死亡人數(shù)（人） 100 20-100 10-20 1-10 0 受災(zāi)人口（人） 2000 500-2000 100-500 10-100 1-10 倒塌房屋（萬間） 10 5-10 1-5 0.1-1 0-0.1 直接經(jīng)濟(jì)損失（萬 元） 1000000 300000-1000000 100000-300000 10000-100000 T的時(shí)刻 )Pr()()Pr()| ),()Pr()| ),( ),( TxLETXTXXLfETXTXXLfE XLfED ttt t 損失的期望E (Lt)和概率 Pr(XT)能夠用上面的式 子表達(dá)。評價(jià)損失Lt能夠用隨機(jī)的t

37、來進(jìn)行模擬 假設(shè)脆弱性模型的損失和時(shí)間t都是隨機(jī)的，那么 損失可以用xT的時(shí)候的期望得到. otherwiseL TXif XLf t t 0 ),( 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 損失模擬結(jié)果 省份 期望損失指數(shù) 經(jīng)濟(jì)損失 (萬元) 近 20 年最大經(jīng)濟(jì)損失 (萬元) 廣東 0.8224 180235.9 1716150.0 福建 0.7875 157821.3 955411.6 浙江 0.8771 215298.5 2273280.0 廣西 0.7338 123385.0 1362930.0 江蘇 0.6113 44802.5 589140.0 湖南 0.7265 118746.0 30686

38、7.8 山東 0.7295 120671.6 273102.5 遼寧 0.7597 90007.9 276224.0 浙江、廣州的期望損失最大，一次臺風(fēng)災(zāi)害的期望損失 分別達(dá)到22億和18億的損失，其次是福建、廣西，江蘇 省的期望損失最小，僅為4億元。 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)（1） 指標(biāo)體系（D） 臺風(fēng)頻數(shù)（A1）、人口密度(A2)、耕地面積密度(A3)、地均GDP(A4) 、人均第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(A5) 危險(xiǎn)性評價(jià)結(jié)果（V）： V=D.W 權(quán)重矩陣（W） 層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重 三 中國臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)（2） 中國各縣臺風(fēng)災(zāi)害危險(xiǎn)性評價(jià)圖 三 中國臺風(fēng)

39、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估 危險(xiǎn)性較大的 地區(qū)還是集中 在珠江三角洲 和長江三角洲 地區(qū)。 風(fēng)險(xiǎn)管理是風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的基礎(chǔ)上，針對不可接受的 風(fēng)險(xiǎn)采取降低或規(guī)避措施的具體管理的過程。 風(fēng)險(xiǎn)管理的主要內(nèi)容 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 區(qū)域特定時(shí)間段內(nèi)的的災(zāi)害事件； 不同區(qū)域之間的氣象災(zāi)害事件的時(shí)空相關(guān)性； 一個(gè)時(shí)間序列的災(zāi)害損失，以及減災(zāi)措施的效益； 減災(zāi)措施帶來的損失變化。 風(fēng)險(xiǎn)管理需要解決的主要問題風(fēng)險(xiǎn)管理需要解決的主要問題 空間動(dòng)態(tài)隨機(jī)優(yōu)化模型（空間動(dòng)態(tài)隨機(jī)優(yōu)化模型（IIASAIIASA） （Ermoliev et al., 1997; Ermolieva, 1997; Ermoliev et al., 199

40、8 ） 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 空間隨機(jī)優(yōu)化模型 本文將以省為空間統(tǒng)計(jì)單元，選取8個(gè)省份作為研究區(qū)域 iii kkkkk k k iqiCiqiDiqiRR)()()()()()( 0 t是隨機(jī)的時(shí)間段， R0k表示儲備風(fēng)險(xiǎn)， qk(i)表示在一個(gè)省份p(i)中的保險(xiǎn)比例， Ck(i)表示保險(xiǎn)公司開展業(yè)務(wù)的成本， D(i)是模擬的臺風(fēng)災(zāi)害造成的損失 。 保險(xiǎn)收入災(zāi)害損失業(yè)務(wù)成本儲備風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn) 空間單元 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 保險(xiǎn)公司可以調(diào)整策略，對廣東50的范圍進(jìn)行臺風(fēng) 災(zāi)害的保險(xiǎn)，或者60的范圍，這就產(chǎn)生了無窮的決 策方式。 究竟那種是最優(yōu)的風(fēng)險(xiǎn)管理手段，可以用蒙特卡羅模 擬來進(jìn)行分析。

41、 k kk REWqI, 0min)( ikk kkk iqiiqiDEiVqL)()()()(, 0min)()( 目標(biāo)函數(shù) 收益最大 損失最小 空間隨機(jī)優(yōu)化模型 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 R(t)=R0(t)-C(t) R0表示風(fēng)險(xiǎn)儲備， (t)表示t時(shí)段內(nèi)累計(jì)保費(fèi)收入， C(t)代表t時(shí)段內(nèi)的賠付額， R(t)反應(yīng)了保險(xiǎn)收入。 保險(xiǎn)公司風(fēng)險(xiǎn)軌跡 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 空間隨機(jī)優(yōu)化模型 0)(Pr),( 0 tRxR 這里T是一個(gè)時(shí)間段。 可以選擇最小的費(fèi)率x，并且這個(gè)最小的費(fèi)率能夠保證， Y是保險(xiǎn)公司所能接受的最大風(fēng)險(xiǎn)。 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 空間隨機(jī)優(yōu)化模型 保險(xiǎn)公司的風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備

42、金分布 保險(xiǎn)公司改進(jìn)的風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備金分布 保險(xiǎn)公司風(fēng)險(xiǎn)管理的數(shù)值模擬 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 政府部門的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理 從我國的國情出發(fā)結(jié)合災(zāi)害頻度、強(qiáng)度和災(zāi)損大小的分布狀況 ，編制專項(xiàng)活綜合的災(zāi)害區(qū)劃是風(fēng)險(xiǎn)管理中的硬件。 中國第三代地震烈度區(qū)劃圖（1992年被國務(wù)院批準(zhǔn)） 中國農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與生物災(zāi)害區(qū)劃 中國洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃 中國農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)區(qū)劃 中國的土地利用結(jié)構(gòu)與規(guī)劃 中國農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害區(qū)劃圖 中國自然災(zāi)害救助區(qū)劃 中國自然災(zāi)害系統(tǒng)地圖集 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 將政府的各個(gè)決策變量代入到空間隨機(jī)優(yōu)化模型中，可以 得到同樣的優(yōu)化效果。 隨機(jī)優(yōu)化模型需要改變不同的函數(shù)和決策變量。 減災(zāi)投資與災(zāi)害損失的

43、關(guān)系 四 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理研究 政府部門的臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)(一) 對西北太平洋19492002的臺風(fēng)數(shù)據(jù) 進(jìn)行了建庫，對臺風(fēng)路徑頻數(shù)時(shí)空變 異規(guī)律、臺風(fēng)強(qiáng)度、風(fēng)險(xiǎn)等方面進(jìn)行 了系統(tǒng)分析，從時(shí)間和空間兩個(gè)方面 分析臺風(fēng)特征，清楚地描繪了西北太 平洋區(qū)域的臺風(fēng)活動(dòng) 。 四 結(jié)論與討論 通過對124次典型臺風(fēng)所造成的損失 分析，并運(yùn)用災(zāi)害系統(tǒng)學(xué)理論，進(jìn) 行了致災(zāi)因子風(fēng)險(xiǎn)評估、損失評估 和脆弱性評估的深入研究，對我國 臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)(二) 四 結(jié)論與討論 在對我國沿海8個(gè)主要省區(qū)研究的基 礎(chǔ)上，模擬了臺風(fēng)災(zāi)害的潛在損失， 建立了承災(zāi)體危險(xiǎn)性評價(jià)指標(biāo)，并對 危險(xiǎn)性進(jìn)行評估。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)(三) 四 結(jié)論與討論 脆弱性與恢復(fù)力的關(guān)系 災(zāi)情評估絕對指標(biāo)與相對指標(biāo)、多指標(biāo) 與單一指標(biāo) 災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)踐 四 結(jié)論與討論 討 論 敬請批評指正！ 年平均 200200億億損失 1996損失達(dá)到970.7億元 損失有增加的趨勢 嚴(yán)重的臺風(fēng)災(zāi)害損失 中國臺風(fēng)災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失（2000年不變價(jià)格） 970.7 一 研究背景與研究目標(biāo) 19世紀(jì)，臺風(fēng)有一些零星的記錄。 20世紀(jì)初，一些學(xué)