影響大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災害評估

陳芳麗，邢建勇，姜帥

（1.惠州市氣象局，廣東惠州516003；2.國家海洋局海洋災害預報技術(shù)研究重點實驗室國家海洋環(huán)境預報中心，北京100081）

影響大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災害評估

陳芳麗1，邢建勇2，姜帥1

（1.惠州市氣象局，廣東惠州516003；2.國家海洋局海洋災害預報技術(shù)研究重點實驗室國家海洋環(huán)境預報中心，北京100081）

利用2002—2013年大亞灣地區(qū)G1701、G5303、G5313監(jiān)測站的氣象數(shù)據(jù)，以及大亞灣地區(qū)的災情數(shù)據(jù)，采用逐步回歸方法、歷史個例相似法等方法，對大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災害進行了評估。結(jié)果表明：（1）近12年來，共有5個熱帶氣旋給大亞灣地區(qū)帶來災害損失，其災情屬較輕；（2）逐步回歸方法建立的回歸方程可以較好的計算大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災情指數(shù)；（3）可以使用較普遍、方便、有效的熱帶氣旋災害評估方法—相似法對熱帶氣旋災害進行預評估。

大亞灣；熱帶氣旋；災害評估；預評估

1 引言

熱帶氣旋是一柄雙刃劍，給我們帶來豐沛降水的同時，也帶來了狂風暴雨、風暴潮等災害性天氣，嚴重影響著我國沿海地區(qū)的人民生命和財產(chǎn)安全，造成人員傷亡、財產(chǎn)損失，并使得城市內(nèi)澇、房屋倒塌，以及農(nóng)林牧業(yè)、交通運輸業(yè)等遭受損失。熱帶氣旋的災害災情評估，即災害的損失評估，是指在掌握豐富的歷史與現(xiàn)實災害數(shù)據(jù)資料的基礎上，應用統(tǒng)計方法對已經(jīng)或正在發(fā)生的災害可能造成的、正在造成的或已經(jīng)造成的人員傷害與財產(chǎn)或利益損失進行定量的估算，并評估其災害嚴重程度[1]。因此，熱帶氣旋的災害災情評估對防災減災以及經(jīng)濟、社會的發(fā)展具有非常重要的意義。

20世紀中后期，許多學者和氣象工作者就開始關注和研究熱帶氣旋災害災情評估，迄今為止，熱帶氣旋的災害災情評估在理論研究和氣象部門的業(yè)務應用中已有很多論著和成果。趙煥臣等[2]、王蓮芬等[3]、李春梅等[4]利用美國著名運籌學家Saaty教授提出的層次分析方法，將定性分析和定量分析相結(jié)合，按評估因素和各因素間的相互關系把參與評估的指標進行分層，建立一種分析結(jié)構(gòu)，使指標體系條理化，從而達到評估的目的，李春梅等[4]還將層次分析法具體應用到對廣東省熱帶氣旋的災害評估上，取得了很好的效果；馮利華[5]提出災級概念，對災害損失定量計算；梁必騏等[6]、樊琦等[7]采用模糊數(shù)學原理和方法，選取不同的因子組合，計算出登陸熱帶氣旋的綜合災情指數(shù)；劉合香等[8]也指出模糊聚類分析能較好的對區(qū)域熱帶氣旋災害進行評估；錢燕珍等[9]采用逐步回歸方法，對影響我國的熱帶氣旋所造成的災情特點作了評估研究，客觀地劃分了災情等級，提出了一套臺風災害預評估的技術(shù)方法；許多學者[10-14]也通過對熱帶氣旋歷史個例研究，采用不同的分析方法，提出適用于當?shù)氐呐_風災害預評估的技術(shù)方法；婁偉平等[15]基于主成分神經(jīng)網(wǎng)絡，建立了浙江省臺風災害直接經(jīng)濟損失評估模型，該模型可用于實際臺風災害直接經(jīng)濟損失評估；王秀榮等[16]利用灰色關聯(lián)理論確定了全國范圍內(nèi)臺風災害綜合等級劃分標準，建立了臺風災害綜合等級快速評估模型。

熱帶氣旋災害評估系統(tǒng)的研發(fā)與應用方面也有很多研究成果，如李艷蘭等[17]進行了廣西熱帶氣旋災害評估系統(tǒng)的研發(fā)與應用；許多專家[18-20]基于ARCGIS作為開發(fā)平臺，建立了實時的臺風災害評估業(yè)務系統(tǒng)，為災情的評估和預估，以及為臺風災害的指揮決策提供科學依據(jù)。

大亞灣地區(qū)地處惠州市南端，瀕臨南海，是受熱帶氣旋影響較多的地方，每年都有直接登陸或間接影響大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋發(fā)生。大亞灣地區(qū)工業(yè)發(fā)達，中海殼牌南海石化產(chǎn)業(yè)，電子、汽車零部件產(chǎn)業(yè)，以及惠州港、海岸旅游等都分布于大亞灣地區(qū)，因此，為防御和減少熱帶氣旋造成的大亞灣地區(qū)人民生命財產(chǎn)和經(jīng)濟損失，對其災害災情進行評估就具有非常重要的意義，但目前為止，還沒有針對大亞灣地區(qū)熱帶氣旋的災害評估，因此本文基于以上原因，對大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災害進行初步的評估分析和探討。

圖1 惠州市大亞灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)地理位置示意圖

圖2 0313號“杜鵑”、0604號“碧利斯”、0812號“鸚鵡”、0906號“莫拉菲”和1319號“天兔”路徑圖

2 數(shù)據(jù)、方法及個例選取

2.1 數(shù)據(jù)

本文所用數(shù)據(jù)主要為2002—2013年大亞灣地區(qū)G1701區(qū)委、G5303塘布，以及G5313魷魚灣監(jiān)測站的氣象數(shù)據(jù)，以及熱帶氣旋對大亞灣地區(qū)的災情數(shù)據(jù)（惠州市三防辦提供，收集自惠州市防汛指揮部的報告和防汛簡報。）。

2.2 方法

目前，熱帶氣旋災情指數(shù)評估方法主要有回歸分析法、模糊綜合評價法、層次分析法等，而災害災情評估又可分為實測性評估（即災后評估）和預評估，根據(jù)魏章進等[1]的綜述可以看出，災后評估主要采用回歸分析法（錢燕珍等[9]）、模糊評價（梁必騏等[6]）和灰色關聯(lián)法（王秀榮等[16]）；預評估所采用的方法較多，除回歸分析法、模糊評價法外，還有層次分析、神經(jīng)網(wǎng)絡等。本文采用錢燕珍等[9]提出的逐步回歸方法，對大亞灣地區(qū)熱帶氣旋災害做實測性評估，而對于預評估則主要采用目前實際業(yè)務中常用的相似法，大致的做出直接經(jīng)濟損失等的災害評估。

2.3 個例的選取

大亞灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)（見圖1）于1993年經(jīng)國務院批準成立，包括西區(qū)街道辦、澳頭街道辦、霞涌街道辦，和大亞灣石化區(qū)，而災情數(shù)據(jù)有完整記錄是從2002年開始的，因此，本論文選取資料的時間段為2002—2013年。

本論文災情數(shù)據(jù)是由惠州市三防辦提供，收集自惠州市防汛指揮部的報告和防汛簡報。從統(tǒng)計來看，2002—2013年期間，給大亞灣地區(qū)帶來風雨影響的共為66個，其中造成災害的有5個，占影響總數(shù)的7.6%。本論文選取這5個熱帶氣旋為歷史個例（見圖2），分別為：0313號臺風“杜鵑”、0604號強熱帶風暴“碧利斯”、0812號臺風“鸚鵡”、0906號臺風“莫拉菲”和1319號超強臺風“天兔”。

3 影響熱帶氣旋的分類

從登陸點的位置來看，對大亞灣造成災情的熱帶氣旋可分為兩類：第一類，在大亞灣沿海或鄰近地區(qū)登陸的熱帶氣旋；第二類，在其他地區(qū)登陸但其風雨影響到大亞灣的熱帶氣旋。根據(jù)這種分類來看，上述歷史個例可大致分為：第一類包括0313號臺風“杜鵑”（登陸惠東平海和大亞灣澳頭鎮(zhèn)）和0906號臺風“莫拉菲”（登陸大亞灣西側(cè)的大鵬半島南澳鎮(zhèn)）；第二類包括0604號強熱帶風暴“碧利斯”（經(jīng)臺灣北部后再次登陸福建霞浦）、0812號臺風“鸚鵡”（登陸香港）和1319號超強臺風“天兔”（登陸汕尾）。

表1 大亞灣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)受災情況匯總（數(shù)據(jù)由惠州市三防辦提供）

表2 熱帶氣旋影響大亞灣地區(qū)時的極大風速、降水量和中心氣壓值，以及災情指數(shù)

4 大亞灣地區(qū)熱帶氣旋的災情特征

熱帶氣旋帶來的災害損失主要是大風、強降水和風暴潮及其引發(fā)的此生災害造成的，大亞灣地區(qū)常見的熱帶氣旋災害現(xiàn)象有大風、巨浪、暴風雨、洪水、風暴潮以及熱帶氣旋引發(fā)的地質(zhì)災害。另一方面，熱帶氣旋的強度及其影響地區(qū)的經(jīng)濟實力、防災減災能力等與災情程度息息相關。

熱帶氣旋造成的災害情況主要表現(xiàn)在人員傷亡、農(nóng)田受淹、房屋倒塌、莊稼倒伏、電線桿倒斷、樹木折斷等方面。研究發(fā)生在大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災情數(shù)據(jù)可以看出（見表1），熱帶氣旋帶來的災害在大亞灣地區(qū)表現(xiàn)的并不是很嚴重，根據(jù)完整性、可比性等對災情數(shù)據(jù)分析，可以看出：受災范圍、水產(chǎn)養(yǎng)殖、轉(zhuǎn)移人口等數(shù)據(jù)不能作為災害指標，農(nóng)田受淹等指標數(shù)據(jù)較小，受災人口和直接經(jīng)濟損失可以客觀的反映出熱帶氣旋對大亞灣地區(qū)的災害程度。

5 影響大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災害指數(shù)的計算

5.1 災情指數(shù)計算

為了更好的反映熱帶氣旋帶給大亞灣地區(qū)的損失，對于降水量、極大風速和中心氣壓的選取采用以下方法：由于塘布站是2008年建站，魷魚灣站是2009年建站，因此，“杜鵑”和“碧利斯”所用數(shù)據(jù)為G1701區(qū)委站點，“鸚鵡”選取G1701和G5303數(shù)據(jù)中的最大值，其余則選取三個站點數(shù)據(jù)中的最大值（見表2）。

本文采用逐步回歸方法建立回歸方程來計算災情指數(shù)，具體步驟如下：

A、根據(jù)大亞灣地區(qū)具體受災情況，經(jīng)分析和比較，選取受災人口（a）、房屋倒塌（b）、農(nóng)田受淹（c）和直接經(jīng)濟損失（d）作為熱帶氣旋造成的災情指標。

B、將上述指標進行歸一化計算，換算成規(guī)范化指數(shù)Ia=a/10000，Ib=b/10，Ic=c/1000，Id=d/1.0× 108。

然后計算出災情指數(shù)G，即：

C、按照第3節(jié)對影響大亞灣地區(qū)熱帶氣旋的分類（即在大亞灣沿海或鄰近地區(qū)登陸的熱帶氣旋，和在其他地區(qū)登陸但其風雨影響到大亞灣的熱帶氣旋），分別采用逐步回歸方法將災情指數(shù)與致災因子之間（登陸點最低中心氣壓、最大過程降水量和極大風速）進行線性擬合，建立回歸方程。

由于本文的樣本數(shù)較少，因此在進行線性擬合時，只有受災人口和直接經(jīng)濟損失與極大風速的擬合通過了顯著性檢驗，得到的回歸方程為：

式中，G是災情指數(shù)，X是極大風速。

將極大風速代入公式（1）來計算上述5個熱帶氣旋對大亞灣地區(qū)的災情指數(shù)，得出的結(jié)果如表2所示。

5.2 災情等級的劃分

災情指數(shù)具體地反映了災情的大小[9]。根據(jù)災情指數(shù)的大小，可大致劃分為3個等級，分別是：重災（災情指數(shù)≥4），中災（災情指數(shù)在2—4之間），和輕災（災情指數(shù)≤2）。

采用公式（1）計算，得到各影響過程中大亞灣地區(qū)的災情指數(shù)（見表2），我們可以看出，災情最嚴重的為“杜鵑”，最輕為“碧利斯”。根據(jù)上述等級劃分，除“碧利斯”造成的災情屬于輕災外，其余均為中災。這樣的結(jié)果與主觀分析相一致。

6 熱帶氣旋災害的預評估

預評估，即在熱帶氣旋對本地影響之前，根據(jù)各種因素做出其可能對當?shù)貛淼臑暮Τ潭龋员銥檎峁└玫臎Q策材料，盡可能的減少人民生命和財產(chǎn)損失。目前，把熱帶氣旋天氣的預報轉(zhuǎn)為其災害的預評估的研究還是困難的[9]。

根據(jù)實際業(yè)務中的應用，目前較常用的是相似法，此方法是目前較普遍、方便、有效的熱帶氣旋災害預評估方法，即建立當?shù)責釒庑黜棜庀笠睾蜑暮?shù)據(jù)庫，在做預評估時，通過篩選匹配，找出與其強度、路徑、影響范圍等相似的歷史個例，與當年直接經(jīng)濟損失相聯(lián)系，按照采用零售比價進行訂正，從而估算出此熱帶氣旋帶來的直接經(jīng)濟損失[4]等災害損失程度。

另外，我們可以根據(jù)對熱帶氣旋強度、移速、路徑等要素的預報預測，估算出其可能帶給當?shù)氐娘L、雨、氣壓等氣象要素值，然后根據(jù)其登陸點的不同，將其代入回歸方程（1），計算出災情等級，從而對其災害做出預評估。

7 小結(jié)和討論

通過分析2002—2013年由熱帶氣旋造成的大亞灣地區(qū)的災害損失進行評估，我們可以得出：

（1）近12年來，大亞灣地區(qū)多次受熱帶氣旋帶來的風雨影響，其中造成災害損失的共有5次過程，占影響總數(shù)的7.6%，其災情屬較輕；

（2）通過逐步回歸方法建立的回歸方程可以較好的計算出大亞灣地區(qū)的熱帶氣旋災情指數(shù)，并利用災情指數(shù)對災害進行分級評估；

（3）熱帶氣旋災害的預評估，可以通過估算其登陸地點，降雨量、登陸時中心最低氣壓等要素，建立回歸方程，對本地區(qū)可能造成的災害損失進行預評估，也可以使用較普遍、方便、有效的熱帶氣旋災害評估方法—相似法。

但由于本文可采取的樣本數(shù)較少，且部分數(shù)據(jù)不完整，使得在建立逐步回歸方程和災情等級劃分上存在一些不完善，另外，本文只從數(shù)理統(tǒng)計和相似性分析方面熱帶氣旋災害做了較單一的評估，較少了考慮人文地理等其他因素，如若加入大風、風暴潮等影響因素，以及將衛(wèi)星遙感等現(xiàn)代探測技術(shù)引入來估算受災面積及受災程度，將會進一步提高災害影響的準確度，并作出較為準確的預評估，為熱帶氣旋的災害防御防范提供更好的氣象服務。

致謝：感謝惠州市三防辦黃香蘭科長提供數(shù)據(jù)，感謝廣東省氣象臺梁健首席，廣東省氣候中心王婷和鄭璟，惠州市氣象局吳蔚、劉建龍和東莞氣象局莫偉強等的幫助。

[1]魏章進,隋廣軍,唐丹玲.臺風災情評估及方法綜述[J].災害學, 2012,27(4):107-113.

[2]趙煥臣,許樹柏,和金生.層次分析法——一種簡易的新決策方法[M].北京:科學出版社,1986.

[3]王蓮芬,許樹柏.層次分析法引論[M].北京:中國人民大學出版社,1990.

[4]李春梅,羅曉玲,劉金鑾,等.層次分析法在熱帶氣旋災害影響評估模式中的應用[J].熱帶氣象學報,2006,22(3):223-228.

[5]馮利華.災害損失的定量計算.災害學[M].杭州:浙江人民出版社,1993:17-19.

[6]梁必騏,樊琦,楊潔,等.熱帶氣旋災害的模糊數(shù)學評價[J].熱帶氣象學報,1999,15(4):305-311.

[7]樊琦,梁必騏.熱帶氣旋災情的預測及評估[J].地理學報,2000, 55(S):52-56.

[8]劉合香,黃鵠.基于模糊聚類分析的區(qū)域熱帶氣旋災害評估與預測[J].廣西師范學院學報（自然科學版）,2009,26(1):67-71.

[9]錢燕珍,何彩芬,楊元琴,等.熱帶氣旋災害指數(shù)的估算與應用方法[J].氣象,2001,27(1):14-18.

[10]盧文芳.上海地區(qū)熱帶氣旋災情的評估和災年預測[J].自然災害學報,1995,4(3):40-45.

[11]林繼生,羅金玲.登陸廣東的熱帶氣旋災害評估和預測模式[J].自然災害學報,1995,4(1):92-97.

[12]劉玉函,唐曉春,宋麗莉.廣東臺風災情評估探討[J].熱帶地理, 2003,23(2):119-122.

[13]盧峰本,黃瀅,許文龍.影響防城港市的熱帶氣旋災害評估方法[J].廣西氣象,2005,26(2):14-15.

[14]李菁,高安寧,吳毅杰.2006年廣西熱帶氣旋災害評估[J].氣象研究與應用,2007,28(1):45-48.

[15]婁偉平,陳海燕,鄭峰,等.基于主成分神經(jīng)網(wǎng)絡的臺風災害經(jīng)濟損失評估[J].地理研究,2009,28(5):1243-1254.

[16]王秀榮,王維國,馬清云.臺風災害綜合等級評估模型及應用[J].氣象,2010,36(1):66-71.

[17]李艷蘭,歐藝,周紹毅,等.廣西熱帶氣旋災害評估系統(tǒng)的開發(fā)與應用[J].氣象研究與應用,2008,29(4):1-3.

[18]張斌,陳海燕,顧駿強.基于GIS的臺風災害評估系統(tǒng)設計開發(fā)[J].災害學,2008,23(1):47-50.

[19]張京紅,劉少軍,田光輝,等.基于GIS的海南臺風災害評估業(yè)務系統(tǒng)研發(fā)與應用[J].氣象研究與應用,2010,31(S2):116-119.

[20]劉少軍,張京紅,何政偉,等.基于多普勒天氣雷達數(shù)據(jù)的臺風災害評估系統(tǒng)[J].自然災害學報,2011,20(5):119-124.

Tropical cyclone disaster evaluation of Dayawan

CHEN Fang-li1，XING Jian-yong2，JIANG Shuai1
(1.Huizhou Meteorological Bureau,Huizhou 516003 China；2.Key Laboratory of Research on Marine Hazards Forecasting and Nation Marine Environment Forecasting Center,Beijing 100081 China)

In this paper,using the observed data of station G1701、G5303 and G5313 of Dayawan and the data of the disastrous losses caused by tropical cyclones during the period of 2002 to 2013,the stepwise regression equation and similarity method are applied to evaluate the losses.The result shows that the disaster losses are relatively smaller in the past 12 years.These methods can relatively and impersonally evaluate the losses in Dayawan caused by tropical cyclones.Meanwhile,the similarity method could be applied to evaluate beforehand.

Dayawan；tropical cyclone；disaster evaluation；pre-evaluation

P444

：A

：1003-0239（2014）05-0050-05

10.11737/j.issn.1003-0239.2014.05.008

2013-10-24

惠州市科技局項目（2012B020006004）

陳芳麗（1980-），女，工程師，主要從事中短期氣象預報及服務工作。E-mail：419569019@qq.com