氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)發(fā)展研究

陳海燕 雷小途 潘勁松 張磊

（1 浙江省氣象臺(tái)，杭州 310017；2 中國(guó)氣象局上海臺(tái)風(fēng)研究所，上海 200030）

0 引言

災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析研究的核心內(nèi)容，是風(fēng)險(xiǎn)管理的基礎(chǔ)，對(duì)于減災(zāi)降險(xiǎn)具有舉足輕重的作用。氣象災(zāi)害可以由災(zāi)害性天氣帶來，也可以由氣候異常所致，“損失”是度量氣象災(zāi)害嚴(yán)重程度的主要指標(biāo)[1]。目前國(guó)際上對(duì)“風(fēng)險(xiǎn)”還沒有統(tǒng)一的嚴(yán)格定義[1-2]，但其核心內(nèi)容及延伸的涵義基本是一致的，即不利事件發(fā)生的可能性（期望）及可能的損失（情景），就是損失的可能性[3]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)氣象信息的需求已不僅僅是“什么時(shí)候發(fā)生什么強(qiáng)度的氣象事件”（傳統(tǒng)天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)），而且更關(guān)心的是“可能的影響以及防御標(biāo)準(zhǔn)等”（災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估）。

氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析研究涉及多行業(yè)、多部門，橫跨自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)兩大體系，屬于“復(fù)雜系統(tǒng)”研究范疇，與傳統(tǒng)的天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)有著較大的區(qū)別。氣象部門作為氣象災(zāi)害預(yù)警的責(zé)任主體，在氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別（監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)普查等）、風(fēng)險(xiǎn)降低（預(yù)報(bào)預(yù)警發(fā)布、法規(guī)建設(shè)等）等方面做了大量工作，近年來還開展了基于臨界致災(zāi)條件和災(zāi)害性天氣預(yù)報(bào)的山洪、地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警以及一些專業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（如農(nóng)業(yè)、電力、交通氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等），風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移方面的研究也有所進(jìn)展[4-11]。但總體來講，氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估由于風(fēng)險(xiǎn)理論欠缺、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不夠完整、研究目的和技術(shù)方向不明確等，目前尚未制定相關(guān)的發(fā)展戰(zhàn)略，現(xiàn)有研究成果不成體系，業(yè)務(wù)化水平不高。另一方面，在災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析研究中，承災(zāi)體的脆弱性研究占有非常重要的地位[12-15]，很多學(xué)者認(rèn)為脆弱性是理解災(zāi)難本質(zhì)的前提，減少承災(zāi)體脆弱性是防災(zāi)減災(zāi)最為直接和有效的方法，而承災(zāi)體的分布具有很強(qiáng)的地域特征，相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)也具有地域性。本文以浙江省為例，從需求牽引的角度出發(fā)分析氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的現(xiàn)狀及未來發(fā)展的框架，旨在通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)頂層設(shè)計(jì)的探討，為我國(guó)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的科學(xué)發(fā)展提供支持。

1 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要進(jìn)展

1.1 相關(guān)定義與術(shù)語

政府間氣候變化專門委員會(huì)的第5次評(píng)估報(bào)告（IPCC AR5）對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的最新表述為：災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)是由致災(zāi)因子、暴露度和脆弱性構(gòu)成的函數(shù)[16]。結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)風(fēng)險(xiǎn)概念認(rèn)識(shí)的發(fā)展，風(fēng)險(xiǎn)可表達(dá)為：

風(fēng)險(xiǎn)＝ f（災(zāi)害危險(xiǎn)性，暴露度，脆弱性），其中，災(zāi)害危險(xiǎn)性指自然災(zāi)害的致災(zāi)因子強(qiáng)度，暴露度指處于災(zāi)害危險(xiǎn)之下的承災(zāi)體，脆弱性指承災(zāi)體潛在的可能受損程度，與自身能力有關(guān)，也與外界的作用有關(guān)，且與外界作用力的大小呈正比[17-18]。

若把脆弱性理解為暴露承災(zāi)體的脆弱性，那么風(fēng)險(xiǎn)可表達(dá)為“致災(zāi)因子（強(qiáng)度和頻率）及暴露于某強(qiáng)度致災(zāi)因子下的承災(zāi)體脆弱性的函數(shù)”，即：

風(fēng)險(xiǎn)＝ f（災(zāi)害危險(xiǎn)性，脆弱性（暴露度））。

目前，氣象部門有關(guān)災(zāi)害評(píng)估方面的術(shù)語大致有3種，即“災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”“災(zāi)害預(yù)評(píng)估”“災(zāi)害評(píng)估”，相似的術(shù)語導(dǎo)致了概念理解的混淆，但總體上“災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”與“災(zāi)害預(yù)評(píng)估”強(qiáng)調(diào)的是災(zāi)前的評(píng)估，前者更側(cè)重風(fēng)險(xiǎn)（即可能性），后者更側(cè)重?fù)p失；“災(zāi)害評(píng)估”強(qiáng)調(diào)的是損失或受影響的程度，包括災(zāi)前和災(zāi)后的評(píng)估。為表述清晰，下文將其合并為側(cè)重災(zāi)前的“災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”和災(zāi)后的“災(zāi)后評(píng)估”，其中“風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估”包含“災(zāi)害預(yù)評(píng)估”。

1.2 國(guó)外氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作概述

國(guó)外災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究[1,19-21]一般都在一些防災(zāi)減災(zāi)政府部門及保險(xiǎn)行業(yè)等社會(huì)機(jī)構(gòu)開展。根據(jù)天氣氣候帶來的影響及成因，分為一般天氣風(fēng)險(xiǎn)、災(zāi)害性天氣風(fēng)險(xiǎn)和氣候變化風(fēng)險(xiǎn)。一般天氣風(fēng)險(xiǎn)是指不會(huì)造成損失，也不會(huì)有人員傷亡，但會(huì)引起企業(yè)利潤(rùn)波動(dòng)的一般天氣事件帶來的風(fēng)險(xiǎn)；災(zāi)害性天氣風(fēng)險(xiǎn)也就是我們所謂的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，是指會(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡的天氣氣候事件帶來的風(fēng)險(xiǎn)；氣候變化風(fēng)險(xiǎn)是造成水資源短缺、荒漠化加重、海平面上升、冰川退縮等長(zhǎng)期氣候變化帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

通常，非特殊說明的天氣風(fēng)險(xiǎn)一般均指一般天氣風(fēng)險(xiǎn)，由社會(huì)機(jī)構(gòu)如保險(xiǎn)業(yè)等采用天氣衍生品方式進(jìn)行有效轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)目前仍較少涉及。

災(zāi)害性天氣風(fēng)險(xiǎn)的研究一般由政府部門主導(dǎo)，主要的進(jìn)展如：美國(guó)聯(lián)邦應(yīng)急管理署開發(fā)的HAZUS軟件包，共包含7個(gè)模塊：①潛在致災(zāi)因子：評(píng)估地震、洪水、颶風(fēng)這3種致災(zāi)因子的強(qiáng)度；② 數(shù)據(jù)庫：國(guó)家級(jí)別的暴露數(shù)據(jù)庫，包括全部建筑物、關(guān)鍵設(shè)施、交通系統(tǒng)和生命線；③ 直接損失：研究暴露水平災(zāi)害性風(fēng)險(xiǎn)和結(jié)構(gòu)脆弱性，并在此基礎(chǔ)上評(píng)估不同強(qiáng)度致災(zāi)因子所造成的財(cái)產(chǎn)損失；④ 間接損失：次生損失，對(duì)應(yīng)于災(zāi)害產(chǎn)生的次生危害，如地震引起的火災(zāi)等；⑤社會(huì)損失：評(píng)估人員傷亡、轉(zhuǎn)移家庭、暫時(shí)性避難所的需求；⑥ 經(jīng)濟(jì)損失：評(píng)估結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)損失、內(nèi)容物損失、重新安置成本、商品存貨損失、資本損失、工資收入損失、租金損失；⑦ 間接經(jīng)濟(jì)損失：評(píng)估災(zāi)害造成的區(qū)域范圍和對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期影響。

氣候變化風(fēng)險(xiǎn)則是由專業(yè)的氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，目前國(guó)內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)均較少，相關(guān)的實(shí)踐也較少。

1.3 國(guó)內(nèi)主要自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作比較

自然災(zāi)害可分成兩類。一類是常規(guī)性的自然災(zāi)害，頻率高，影響不是災(zāi)難性的，大部分氣象災(zāi)害屬于此類災(zāi)害。第二類是災(zāi)難性災(zāi)害，規(guī)模大，具有前所未有的特征，如地震、極端性氣象災(zāi)害及引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害等。災(zāi)難性災(zāi)害又可分為突發(fā)性災(zāi)害和緩變性災(zāi)害，突發(fā)性災(zāi)害具有不可抵抗性特征（如地震）。緩變性災(zāi)害有一個(gè)演變過程，及早認(rèn)識(shí)并處理得當(dāng)可以控制在常規(guī)災(zāi)害范疇內(nèi)，如臺(tái)風(fēng)以前基本是災(zāi)難性災(zāi)害中的緩變性災(zāi)害，由于科技發(fā)展，臺(tái)風(fēng)已是預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率較高的可預(yù)報(bào)性災(zāi)害，因此大部分臺(tái)風(fēng)已成為常規(guī)性的自然災(zāi)害。因?yàn)樘鞖獾目深A(yù)報(bào)性，我們可以并要盡量避免天氣氣候?yàn)?zāi)害演變成災(zāi)難性災(zāi)害。

目前國(guó)內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估涉及的主要自然災(zāi)害有：地震、地質(zhì)災(zāi)害和氣象災(zāi)害等，上述三大自然災(zāi)害由于影響特點(diǎn)不同，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作側(cè)重點(diǎn)也有所不同。業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)具有普適性及成熟性，分析三大自然災(zāi)害的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)地震災(zāi)害由于可預(yù)報(bào)性差、災(zāi)害重，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作主要側(cè)重于不同等級(jí)震害的發(fā)生概率，以及以點(diǎn)蓋面的災(zāi)后評(píng)估等，分別在規(guī)劃、設(shè)施的抗震標(biāo)準(zhǔn)及救災(zāi)中應(yīng)用[22-25]；地質(zhì)災(zāi)害有社會(huì)成因也有自然成因，如滑坡、崩塌等災(zāi)害社會(huì)成因占分量較重，泥石流災(zāi)害則主要由自然原因（暴雨）造成，地質(zhì)部門目前的標(biāo)準(zhǔn)主要應(yīng)用于規(guī)劃和災(zāi)害的治理中[26-27]；在氣象災(zāi)害的成因中，災(zāi)害性天氣和異常氣候是主因，又由于天氣的可預(yù)報(bào)性，其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用的范圍更廣，有在規(guī)劃、防災(zāi)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)用[28]，有災(zāi)后評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[29]，也有與氣象高影響行業(yè)高度結(jié)合的專業(yè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)[30]，但涉及的氣象災(zāi)害災(zāi)種不多，另外純粹的氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)基本沒有，說明該項(xiàng)工作仍處于科研狀態(tài)，業(yè)務(wù)化水平不高。

2 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估需求分析

浙江省氣象災(zāi)害種類多，出現(xiàn)頻率高，影響范圍廣，危害程度重，是我國(guó)氣象災(zāi)害較嚴(yán)重的省份之一。氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、漁業(yè)、環(huán)境、能源、建設(shè)、交通運(yùn)輸、電力、通信等行業(yè)以及人民的正常生產(chǎn)生活均會(huì)產(chǎn)生不利影響。因此，各防災(zāi)減災(zāi)部門和公眾對(duì)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品有著旺盛的需求。以下以浙江省為例，對(duì)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的需求進(jìn)行分析。

2.1 防災(zāi)減災(zāi)需求分析

浙江省幾乎每年都會(huì)受到臺(tái)風(fēng)、暴雨、高溫干旱、冰雹、沿海大風(fēng)、低溫冷害、大霧等氣象災(zāi)害以及滑坡、泥石流等次生災(zāi)害的影響，給人民生命財(cái)產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展帶來嚴(yán)重危害，浙江省各屆政府歷來高度重視氣象災(zāi)害的防御工作。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可為政府提高防災(zāi)、減災(zāi)和救災(zāi)能力以及重大基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)等提供科學(xué)依據(jù)。因此，實(shí)際防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)中，為科學(xué)有效地組織對(duì)即將來臨的災(zāi)害事件的防御工作需要對(duì)主要的氣象災(zāi)害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與可能影響的評(píng)估；為了科學(xué)合理地設(shè)置基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、城鎮(zhèn)規(guī)劃和重大工程建設(shè)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)需要對(duì)本地區(qū)最大可能的氣象災(zāi)害事件及其影響程度進(jìn)行分析評(píng)估，以提高本地區(qū)災(zāi)害防御的能力，從而降低風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 主要行業(yè)的需求分析

農(nóng)林漁業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，氣象災(zāi)害對(duì)農(nóng)林漁業(yè)影響十分嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和生態(tài)浙江的推進(jìn)，具有地方特色的名特優(yōu)農(nóng)林漁產(chǎn)品和綠色、生態(tài)、安全農(nóng)林漁產(chǎn)品的市場(chǎng)需求量越來越大，特色農(nóng)林漁業(yè)、設(shè)施農(nóng)林漁業(yè)、生態(tài)觀光農(nóng)林漁業(yè)等新興農(nóng)林漁產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)，相應(yīng)的臺(tái)風(fēng)、暴雨、高溫?zé)崂恕⑷彼愿珊?、低溫、冰雪?zāi)害等影響和風(fēng)險(xiǎn)也將加大。為科學(xué)合理地規(guī)避上述風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行：①農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和影響預(yù)警；②引種、功能區(qū)建設(shè)需要主要?dú)庀鬄?zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。

交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)行業(yè)，同時(shí)也是易受氣象災(zāi)害影響的行業(yè)。臺(tái)風(fēng)、暴雨、低溫冷害、雨雪冰凍、暴雪、大霧、大風(fēng)等對(duì)鐵路、公路、水路運(yùn)輸沿線的影響尤為顯著，道路結(jié)冰、低能見度以及洪水沖毀路基造成交通癱瘓等嚴(yán)重后果時(shí)有發(fā)生。隨著經(jīng)濟(jì)一體化加強(qiáng)，各行各業(yè)對(duì)交通的依存度越來越高。為規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行：①相關(guān)氣象災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和影響預(yù)警；②制定氣象災(zāi)害防御設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，合理規(guī)劃和布局交通基礎(chǔ)設(shè)施，需要開展氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

電力、核能、風(fēng)能等能源生產(chǎn)對(duì)保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的正常運(yùn)行起到基礎(chǔ)性保障作用。臺(tái)風(fēng)、暴雨、低溫冷害、雨雪冰凍、雷電、大風(fēng)等災(zāi)害，常引發(fā)輸電線路故障甚至電力基塔倒塌、線路中斷等事故；盛夏高溫容易引發(fā)用電負(fù)荷大幅升高，電力供應(yīng)不能滿足群眾生活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需求。核能、風(fēng)能等能源基礎(chǔ)設(shè)施容易受到臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)、雷暴、大風(fēng)等災(zāi)害的危害，并可能造成嚴(yán)重后果。為規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行：①相關(guān)氣象災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和影響預(yù)警；②輸變電線沿線、核電站建設(shè)、風(fēng)電場(chǎng)選址，合理規(guī)劃和布局能源基礎(chǔ)設(shè)施，需要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

環(huán)境與氣象條件密不可分，氣象條件在一定程度上影響了環(huán)境的優(yōu)劣，沙塵、酸雨、霾（灰霾）等一些氣象因素直接導(dǎo)致大氣環(huán)境質(zhì)量惡化，嚴(yán)重影響群眾生活質(zhì)量。為規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行：①大氣環(huán)境的實(shí)時(shí)氣象等級(jí)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)；②污染企業(yè)的選址、區(qū)域大氣污染承載力等需要開展大氣擴(kuò)散條件的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

通信行業(yè)對(duì)各行各業(yè)及氣象災(zāi)害防御的作用越來越大，氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警信息的傳輸越來越依賴于通信渠道。臺(tái)風(fēng)、暴雨、低溫冷害、雨雪冰凍、雷電、大風(fēng)等災(zāi)害，常引發(fā)通信線路故障甚至基塔倒塌，造成通信中斷。為規(guī)避此類風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行：①相關(guān)氣象災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和影響預(yù)警；②通信線路工程規(guī)劃、通信工程氣象設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等需要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與區(qū)劃。

保險(xiǎn)業(yè)作為保障人民生產(chǎn)生活、防范風(fēng)險(xiǎn)的重要屏障，在抵御氣象災(zāi)害方面起著重要作用。保險(xiǎn)公司作為風(fēng)險(xiǎn)管理服務(wù)的提供者，應(yīng)根據(jù)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)商品。另外，在災(zāi)害發(fā)生前應(yīng)及時(shí)向投保人發(fā)布災(zāi)害預(yù)警，并在災(zāi)害發(fā)生時(shí)做好災(zāi)情監(jiān)測(cè)。為此，需要進(jìn)行：①相關(guān)氣象災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和影響預(yù)警；②保險(xiǎn)產(chǎn)品的氣象指數(shù)設(shè)計(jì)。

3 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)分類研究及服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3.1 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)分類研究

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)定義及氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的內(nèi)涵、需求、應(yīng)用，可將氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)分為靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估兩大類。其中靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估（區(qū)劃）是指歷史氣象災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，主要應(yīng)用于各類政策（規(guī)范）制定、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、保險(xiǎn)指數(shù)設(shè)計(jì)等。實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是指針對(duì)某次氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在防災(zāi)減災(zāi)的具體決策、制定措施中應(yīng)用。

由于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估涉及自然和社會(huì)兩大科學(xué)體系，信息量龐大。一般來講，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估越宏觀，所用資料越要有所甄別和舍棄，不能過于詳細(xì)與繁瑣。如聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署研究的災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)系統(tǒng)（Disaster Risk Index）是全球尺度災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理的代表，其分辨率到國(guó)家，風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)僅使用死亡人數(shù)、相對(duì)于受災(zāi)人口的死亡率，雖然死亡只是災(zāi)害造成的損失之一，但在全球尺度上，死亡人數(shù)隱含了響應(yīng)災(zāi)害能力的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、教育、發(fā)展等因素，而且資料相對(duì)準(zhǔn)確且容易獲得，操作性強(qiáng)。越微觀的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，信息需求越詳細(xì)，針對(duì)性更強(qiáng)，準(zhǔn)確性要求更高（圖1）?？傮w來講，靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需資料的詳細(xì)程度相對(duì)低一點(diǎn)，不確定性多一點(diǎn)，實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所需資料更詳細(xì)更精確。因此兩類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)發(fā)展的技術(shù)側(cè)重點(diǎn)應(yīng)有所不同。

圖1 不同層面風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估目的及信息要求Fig. 1 The purpose of risk assessment and information requirements at different levels

3.2 適應(yīng)氣象監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)能力的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)產(chǎn)品研究

氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的延伸，其發(fā)展受制于監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)水平。提高氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的業(yè)務(wù)化水平，需要以監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)能力為依托而循序漸進(jìn)。

3.2.1 目前氣象災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)支撐能力分析

氣象部門保存著很多高質(zhì)量的長(zhǎng)序列氣象要素資料。目前各種觀測(cè)手段如氣象衛(wèi)星、雷達(dá)、高空探測(cè)儀、地面自動(dòng)站等可以為氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供各種監(jiān)測(cè)信息，衛(wèi)星、雷達(dá)這些高科技觀測(cè)手段可以開發(fā)出很多產(chǎn)品，如洪澇淹沒情況、作物長(zhǎng)勢(shì)、土壤墑情、極端風(fēng)力等，自動(dòng)觀測(cè)站結(jié)合衛(wèi)星、雷達(dá)資料的運(yùn)用可以融合成各種空間分辨率的監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，供各種類型的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品使用。

隨著數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)、現(xiàn)代化探測(cè)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和計(jì)算條件的不斷改善，各級(jí)氣象臺(tái)站中期、短期、短時(shí)、臨近預(yù)報(bào)以及氣候預(yù)測(cè)的能力有了很大程度的提高，農(nóng)業(yè)氣象、環(huán)境氣象、水文氣象、交通氣象、海洋氣象等專業(yè)氣象預(yù)報(bào)也有可喜的拓展[31-33]。部分省市的0～15 d無縫隙精細(xì)化格點(diǎn)預(yù)報(bào)產(chǎn)品，24 h的空間分辨率已達(dá)1 km×1 km，1～3 d的空間分辨率為3 km×3 km，3 d以上的空間分辨率為5 km×5 km，未來將在空間分辨率和預(yù)報(bào)更新頻次兩方面有進(jìn)一步的發(fā)展。

目前的科學(xué)發(fā)展使得天氣預(yù)報(bào)和氣候預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性及應(yīng)用得到很大提高，但也要認(rèn)識(shí)到，預(yù)報(bào)的定時(shí)、定點(diǎn)、定量方面未來還有很長(zhǎng)的路要走，專業(yè)氣象預(yù)報(bào)技術(shù)還不十分成熟。氣象災(zāi)害對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響涉及自然和社會(huì)兩大科學(xué)體系，因子的多樣性與復(fù)雜性目前還沒有一個(gè)確定性的數(shù)學(xué)方法能解決。因此，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的結(jié)論使用“等級(jí)”形式更符合目前的科學(xué)發(fā)展和實(shí)際需要的現(xiàn)狀。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，定量化的預(yù)評(píng)估技術(shù)將逐漸取代等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)。

3.2.2 服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

各行各業(yè)對(duì)氣象風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品的需求種類繁多，根據(jù)上述分析，大致可分為：①綜合類的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，防災(zāi)減災(zāi)戰(zhàn)略、應(yīng)急預(yù)案的制定、宏觀防御措施的制定等都會(huì)希望提供綜合類風(fēng)險(xiǎn)分析產(chǎn)品?！熬C合”含義包括多災(zāi)種的綜合、災(zāi)害帶來的綜合風(fēng)險(xiǎn)。②專項(xiàng)類的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，單災(zāi)種針對(duì)某行業(yè)或某類成災(zāi)現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)分析，如降水引發(fā)城市積澇的風(fēng)險(xiǎn)、臺(tái)風(fēng)致農(nóng)業(yè)受損的風(fēng)險(xiǎn)、冰雪災(zāi)害引發(fā)交通事故的風(fēng)險(xiǎn)等。

因此，可把氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品分為靜態(tài)綜合評(píng)估產(chǎn)品、靜態(tài)專項(xiàng)評(píng)估產(chǎn)品、實(shí)時(shí)綜合評(píng)估產(chǎn)品、實(shí)時(shí)專項(xiàng)評(píng)估產(chǎn)品。結(jié)合考慮預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的時(shí)空精度，各種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)產(chǎn)品的用途見表1。

3.2.3 服務(wù)產(chǎn)品種類、精度需求調(diào)查

以暴雨風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)產(chǎn)品為例，于2016年4月在浙江省第七屆氣象防災(zāi)減災(zāi)省級(jí)部門聯(lián)絡(luò)員會(huì)議上，向浙江省政府辦公廳、應(yīng)急辦、防汛防旱指揮部、民政廳、交通廳、國(guó)土廳、教育廳、證監(jiān)會(huì)、旅游局、環(huán)保廳等18個(gè)防災(zāi)減災(zāi)部門進(jìn)行了問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容主要為兩個(gè)方面：一是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品種類需求，二是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估空間精度需求以及有限的準(zhǔn)確度需求，結(jié)果見圖2。由圖2可知，設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)產(chǎn)品都有一定的需求，其中實(shí)時(shí)綜合評(píng)估需求最大，其次為靜態(tài)專項(xiàng)評(píng)估和實(shí)時(shí)專項(xiàng)評(píng)估，災(zāi)后評(píng)估需求相對(duì)少；空間精度需求以縣（市、區(qū)）為最大，其次鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道），然后格點(diǎn)；給出影響情況的“等級(jí)”評(píng)估精度基本能滿足服務(wù)需求，精度不高的定量化評(píng)估需求不大。

表1 氣象風(fēng)險(xiǎn)服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及用途Table 1 The design and application of service products of meteorological risk assessment

圖2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品需求調(diào)查分析Fig. 2 Requirement investigation for products about risk assessment

4 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科研架構(gòu)

第二和第三節(jié)分析了氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的現(xiàn)階段需求及針對(duì)需求設(shè)計(jì)的服務(wù)產(chǎn)品，這節(jié)主要探討支撐業(yè)務(wù)服務(wù)的科學(xué)研究問題。

4.1 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科研內(nèi)容

氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估涉及自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)兩大體系，是復(fù)雜系統(tǒng)，包含氣象致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體三大子系統(tǒng)，災(zāi)情是上述三個(gè)子系統(tǒng)共同作用的結(jié)果。目前科學(xué)技術(shù)水平還難以建立精確的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估函數(shù)，因此有必要將氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估涉及的因子進(jìn)行分解，根據(jù)需求循序漸進(jìn)開展相應(yīng)的科學(xué)研究。在氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，致災(zāi)因子是主因，孕災(zāi)環(huán)境對(duì)災(zāi)害的形成起擴(kuò)大或縮小的作用，而承災(zāi)體是受災(zāi)害影響的主體，沒有承災(zāi)體也就無所謂災(zāi)害影響。因此致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性評(píng)估和承災(zāi)體的脆弱性評(píng)估是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估非常重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，其中致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性評(píng)估在評(píng)估的初級(jí)階段具有非常重要的意義。

氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要科研內(nèi)容如圖3所示，各層評(píng)估環(huán)節(jié)的意義與應(yīng)用分析如下。

1）分析氣象致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和災(zāi)情的關(guān)系，建立致災(zāi)強(qiáng)度模型和指標(biāo)，進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估，可用于氣象災(zāi)害的識(shí)別、監(jiān)測(cè)及預(yù)警，另一方面也是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的中間環(huán)節(jié)。

2）分析承災(zāi)體特性（對(duì)抗致災(zāi)因子能力）、災(zāi)情關(guān)系，進(jìn)行承災(zāi)體脆弱性分析，得出脆弱性曲線。脆弱性曲線可以直接應(yīng)用在規(guī)劃、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，也是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的中間環(huán)節(jié)。

3）分析致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體三者與災(zāi)情的關(guān)系，建立致災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)，做風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，方法、資料精確到一定程度，并且預(yù)報(bào)精準(zhǔn)程度進(jìn)一步提高，可做有一定精度的損失定量預(yù)評(píng)估。

4.2 氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科學(xué)研究架構(gòu)

4.2.1 災(zāi)害數(shù)據(jù)庫建設(shè)

氣象數(shù)據(jù)庫已經(jīng)比較完備，著重建設(shè)孕災(zāi)環(huán)境、承災(zāi)體、災(zāi)情數(shù)據(jù)庫。通過遙感和GIS技術(shù)，并跟相關(guān)部門合作，建立格點(diǎn)化的地形影響度、水系影響度、植被覆蓋度等孕災(zāi)環(huán)境及農(nóng)田、建筑物、交通系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、水利系統(tǒng)、城市網(wǎng)管及生命線設(shè)施等數(shù)據(jù)庫，每三到五年更新一次。

由于建立災(zāi)害數(shù)據(jù)庫是個(gè)繁重的工作，應(yīng)分級(jí)合作完成。

就省級(jí)來講，氣象數(shù)據(jù)應(yīng)由省級(jí)氣象業(yè)務(wù)部門建立，省級(jí)氣象部門還應(yīng)以地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感技術(shù)為依托，提取相關(guān)孕災(zāi)環(huán)境信息和農(nóng)田、土地利用等格點(diǎn)信息。市、縣級(jí)氣象部門應(yīng)充分調(diào)查轄域內(nèi)的氣象災(zāi)害承災(zāi)體。主要承災(zāi)體有（以浙江省為例）：海塘、避風(fēng)港及港口設(shè)施、房屋、電力和通訊設(shè)施、城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)排澇設(shè)施、農(nóng)田面積等。開展專項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的還要調(diào)查分析專項(xiàng)承災(zāi)體。

4.2.2 科學(xué)研究的關(guān)鍵問題

氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)化，有兩個(gè)中間環(huán)節(jié)要研究透徹：一是致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性評(píng)估，二是承災(zāi)體的脆弱性研究。這兩部分深入研究后，進(jìn)一步結(jié)合再做風(fēng)險(xiǎn)研究工作。

圖3 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程圖Fig. 3 Flow chart of risk assessment

1）致災(zāi)因子危險(xiǎn)性分析

從氣象科學(xué)角度來講，最有效地利用目前氣象科學(xué)技術(shù)的危險(xiǎn)性評(píng)估方法，就是由章國(guó)材[1]提出的依托致災(zāi)臨界氣象條件（閾值）的評(píng)估方法。所謂致災(zāi)臨界氣象條件，就是出現(xiàn)什么氣象條件會(huì)產(chǎn)生災(zāi)害？如下多大雨會(huì)出現(xiàn)城市內(nèi)澇？下多大雨會(huì)出現(xiàn)山洪？多少毫米的積雪會(huì)影響交通？等等。這些是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的初級(jí)階段，也是近期可達(dá)到的目標(biāo)。通過分析致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和災(zāi)情的關(guān)系可得到一些結(jié)論，因?yàn)樵袨?zāi)環(huán)境具有一定的穩(wěn)定性，因此可以把孕災(zāi)環(huán)境做為一個(gè)背景，主要分析致災(zāi)因子強(qiáng)度和災(zāi)情的關(guān)系，也能得到一些可用的有意義的結(jié)論。解決方案：①用統(tǒng)計(jì)方法利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到閾值；②將歷史數(shù)據(jù)放進(jìn)某種災(zāi)害的動(dòng)力模型中進(jìn)行反演得到閾值。

2）承災(zāi)體脆弱性分析

“脆弱性”概念跟“風(fēng)險(xiǎn)”概念一樣，目前并沒有統(tǒng)一的定義，從詞義來理解，指被傷害或面對(duì)攻擊而無力防御。不同研究者從各自角度給出的脆弱性概念有一定差別，可歸納為兩大類：一是從脆弱性的屬性進(jìn)行界定，認(rèn)為脆弱性是承災(zāi)體對(duì)災(zāi)害的敏感程度，或者抗御能力和恢復(fù)力；二是從脆弱性的影響因素進(jìn)行界定（跟風(fēng)險(xiǎn)定義有重疊之處），認(rèn)為脆弱性由自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素共同決定，強(qiáng)調(diào)脆弱性涵蓋多重屬性，認(rèn)為脆弱性是暴露性、敏感性、應(yīng)對(duì)性和恢復(fù)性等屬性相互作用的體現(xiàn)，等等。

從氣象科學(xué)的特性和可操作性出發(fā)，認(rèn)為脆弱性是物體潛在的可能受損程度，與自身能力有關(guān)，也與外界的作用有關(guān)，且與外界作用力的大小呈正比。分單體脆弱性和系統(tǒng)脆弱性，兩種脆弱性的研究方法不同。就單體脆弱性來講，需探討的是致災(zāi)因子與承災(zāi)個(gè)體損失之間的定量關(guān)系，也就是脆弱性曲線，它以表格或曲線形式精細(xì)定量化表現(xiàn)致災(zāi)強(qiáng)度與承災(zāi)體損失率間的關(guān)系。就系統(tǒng)脆弱性來講，可以把單體脆弱性合在一起組成系統(tǒng)脆弱性，但是因?yàn)槊總€(gè)單體脆弱性曲線都有誤差，用疊加的方式會(huì)將誤差呈幾何增大，因科學(xué)技術(shù)尚未突破，目前較通用的方法是用“暴露—敏感—適應(yīng)”分解脆弱性，然后組織數(shù)據(jù)、統(tǒng)一概念建構(gòu)脆弱性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。對(duì)氣象災(zāi)害來講，研究天氣災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，適宜開展單體脆弱性研究，如作物、建筑物損失率與暴雨、大風(fēng)強(qiáng)度的關(guān)系，等等；研究氣候?yàn)?zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，適宜開展系統(tǒng)性脆弱性分析，如干旱災(zāi)害，一地的脆弱性不僅跟降水少有關(guān)，還與大區(qū)域的水資源、水利設(shè)施、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、防旱抗旱能力等有關(guān)，所以適合放在一個(gè)系統(tǒng)里考量。解決方案：①數(shù)據(jù)挖掘，包括氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)年鑒的再分析，大數(shù)據(jù)分析方法的應(yīng)用，適宜跟遙感、雷達(dá)、衛(wèi)星、GIS等高科技觀測(cè)手段結(jié)合起來分析；②脆弱性曲線（數(shù)學(xué)函數(shù)）的確定，可以用統(tǒng)計(jì)方法，也可用實(shí)驗(yàn)方法（如風(fēng)洞試驗(yàn)等）。

3）災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法

自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要有兩種思路：一種是基于歷史災(zāi)損資料的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，使用這種方法是假設(shè)風(fēng)險(xiǎn)能夠用過去災(zāi)害事件中的災(zāi)損歷史資料來表示，基本用統(tǒng)計(jì)方法建立模型的多；另一種是情景評(píng)估方法，各種嚴(yán)重影響氣象災(zāi)害的場(chǎng)景重現(xiàn)，如把臺(tái)風(fēng)路徑進(jìn)行劃分，重現(xiàn)每種路徑下的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景（危險(xiǎn)性加脆弱性）等。所有在危險(xiǎn)性及脆弱性評(píng)估中的科研都是解決風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方案，除此之外的解決方案還有：①神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)森林等非線性智能方法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用；②極端天氣氣候條件下的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景研究。

4） 服務(wù)產(chǎn)品規(guī)范化研究

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估服務(wù)產(chǎn)品的規(guī)范化內(nèi)容繁多，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)化程度而循序推進(jìn)。近期急需規(guī)范的有兩個(gè)問題：①氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)規(guī)范。根據(jù)國(guó)家級(jí)和省級(jí)主管部門的工作部署，未來氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)將實(shí)施屬地化管理，國(guó)家級(jí)和省級(jí)氣象部門不發(fā)布預(yù)警信號(hào)，主要發(fā)布?xì)庀鬄?zāi)害預(yù)警，為有所區(qū)別，不至于讓服務(wù)對(duì)象產(chǎn)生概念的混淆，建議災(zāi)害預(yù)警使用數(shù)字等級(jí)，不要使用預(yù)警信號(hào)的顏色等級(jí)。實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與氣象災(zāi)害的預(yù)警等級(jí)應(yīng)該一致，實(shí)行4級(jí)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)警等級(jí)主要從氣象災(zāi)害的危險(xiǎn)性出發(fā)，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)主要考慮災(zāi)情的表象，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)可作為省級(jí)預(yù)警發(fā)布的參考或指導(dǎo)產(chǎn)品。②重大工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估規(guī)范。完善重大工程建設(shè)氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估制度，制定相應(yīng)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，確保在城鄉(xiāng)規(guī)劃編制和工程立項(xiàng)中充分考慮氣象災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)，避免和減輕氣象災(zāi)害的影響。

5 結(jié)論

由于氣象災(zāi)害的可預(yù)報(bào)性，氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有特定的涵義，與其他自然災(zāi)害（如地震、地質(zhì)災(zāi)害）相比，應(yīng)用范圍更廣，業(yè)務(wù)化能力相對(duì)更高；根據(jù)需求分析，可將氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)劃分成兩大類，即“靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)”和“實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)”；五種服務(wù)產(chǎn)品代表了五個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的發(fā)展方向，在制定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的中短期業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略時(shí)，應(yīng)根據(jù)目前的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)水平以及服務(wù)需求而循序推進(jìn)，適宜實(shí)行邊研究邊業(yè)務(wù)化的方式逐步提高評(píng)估精度。對(duì)于氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科學(xué)研究框架的架構(gòu)，本文謹(jǐn)屬拋磚引玉，其中的關(guān)鍵技術(shù)也是目前風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的瓶頸，因此，要充分重視氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估業(yè)務(wù)發(fā)展的艱巨性。