臺風(fēng)影響下的學(xué)校風(fēng)災(zāi)風(fēng)險評估模型研究*
——以浦東新區(qū)部分沿海學(xué)校為例

金 玲，張欣馨，陳佩燕，顧松強(qiáng)，陳麗君，施 紅，張麗亞

(1.上海市浦東新區(qū)氣象局,上海 200135 ；2.中國氣象局上海臺風(fēng)研究所,上海 200030;3.中國氣象局臺風(fēng)數(shù)值預(yù)報重點(diǎn)實(shí)驗室,上海 200030)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，氣象災(zāi)害造成的損失日趨嚴(yán)重，而其中臺風(fēng)大風(fēng)更是重大氣象災(zāi)害之一，據(jù)統(tǒng)計2010—2021年影響浦東新區(qū)的臺風(fēng)就有20個。作為氣象防災(zāi)減災(zāi)的重要技術(shù)支撐，氣象災(zāi)害風(fēng)險評估管理一直是學(xué)術(shù)界研究的重大課題，國內(nèi)外學(xué)者基于災(zāi)害性天氣的歷史影響情況，開展過氣象災(zāi)害風(fēng)險評估[1-3]方面研究，但大多針對致災(zāi)因子進(jìn)行分析評估，比如大風(fēng)或是針對單一物體，如大風(fēng)影響下的獨(dú)立柱廣告牌[4]、工程區(qū)臺風(fēng)大風(fēng)災(zāi)害評估方法的研究與應(yīng)用[5]、Risk assessment of typhoon disaster for the Yangtze River Delta of China(中國長江三角洲臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險評估)[6]等，但針對某一行業(yè)單位開展氣象動態(tài)風(fēng)險指數(shù)研究并且用于指導(dǎo)行業(yè)防御指引方面，目前相關(guān)研究國內(nèi)外尚在初步階段。根據(jù)《上海市氣象災(zāi)害防御重點(diǎn)單位管理規(guī)定》[7]，上海所有學(xué)校均為氣象災(zāi)害防御重點(diǎn)單位，相較其他氣象災(zāi)害防御重點(diǎn)單位，學(xué)校本身就具有人員密集以及學(xué)生敏感脆弱性較高的特點(diǎn)，對于學(xué)校的氣象災(zāi)害風(fēng)險評估以及防御指引尤為重要。浦東新區(qū)2021年第一次自然災(zāi)害風(fēng)險普查數(shù)據(jù)表明，5年內(nèi)有138所學(xué)校曾遭遇臺風(fēng)大風(fēng)災(zāi)害，臺風(fēng)風(fēng)災(zāi)已位居浦東新區(qū)沿海學(xué)校自然災(zāi)害首位，對學(xué)校安全造成重要安全隱患。故本文以浦東新區(qū)沿海學(xué)校為例，研究臺風(fēng)影響下的學(xué)校大風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)，并由此提出學(xué)校臺風(fēng)風(fēng)災(zāi)風(fēng)險預(yù)評估服務(wù)產(chǎn)品，以此提升學(xué)校防臺減災(zāi)工作的可行性和實(shí)用性。

本文主要研究臺風(fēng)大風(fēng)致災(zāi)因子和學(xué)校承災(zāi)體本身的脆弱性耦合作用[8]，基于對沿海學(xué)校風(fēng)險案例和現(xiàn)場調(diào)查分析，研究方法采用AHP(層次分析法)[9]對學(xué)校日常運(yùn)行風(fēng)險進(jìn)行分解并構(gòu)建算法，通過中國氣象局臺風(fēng)研究所專家意見和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)分析，確定風(fēng)災(zāi)所對應(yīng)的風(fēng)險因素、風(fēng)險因子及風(fēng)險指標(biāo)權(quán)重，制定指標(biāo)體系。該體系不僅考慮了氣象致災(zāi)因子的強(qiáng)弱差異，更多考慮氣象致災(zāi)因子影響下重點(diǎn)單位的風(fēng)險點(diǎn)數(shù)量和脆弱性等風(fēng)險因子，其中風(fēng)險點(diǎn)的脆弱性更是兼顧財產(chǎn)損失、生命安全和社會影響等重要因素，形成一整套完整的風(fēng)險指標(biāo)體系，最終計算出風(fēng)險預(yù)評估結(jié)果，并對學(xué)校在臺風(fēng)大風(fēng)影響下形成預(yù)評估服務(wù)產(chǎn)品，提供專業(yè)防御指引。

1 數(shù)據(jù)與分析方法

已有研究表明，臺風(fēng)過程極大風(fēng)速較過程最大風(fēng)速對臺風(fēng)災(zāi)害影響程度更具有指示意義[10]，因此將過程極大風(fēng)速值及其持續(xù)時間作為大風(fēng)致災(zāi)因子，梳理統(tǒng)計臺風(fēng)大風(fēng)的極大風(fēng)速和持續(xù)時間，對部分沿海學(xué)校因臺風(fēng)影響下大風(fēng)風(fēng)險脆弱性暴露度以及風(fēng)險防御能力開展普查，建立這些學(xué)校的臺風(fēng)風(fēng)災(zāi)風(fēng)險隱患數(shù)據(jù)庫，采用AHP(層次分析法)以及專家打分法進(jìn)行風(fēng)險分析，制定大風(fēng)風(fēng)險指標(biāo)打分細(xì)則，為臺風(fēng)大風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險指標(biāo)體系建立做好基礎(chǔ)。

圖1 臺風(fēng)大風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)分析流程圖[11]

1.1 數(shù)據(jù)來源

1.1.1 大風(fēng)致災(zāi)因子

基于2010—2021年氣候公報，統(tǒng)計每次臺風(fēng)影響浦東期間，沿海自動氣象站風(fēng)力8級及以上(≥17.2 m/s)的逐小時極大風(fēng)速。

1.1.2 沿海學(xué)校脆弱性暴露度因子

通過風(fēng)險隱患普查微信小程序開展浦東新區(qū)沿海學(xué)校脆弱性暴露度因子風(fēng)險點(diǎn)普查，建立風(fēng)災(zāi)風(fēng)險隱患數(shù)據(jù)庫，包括學(xué)校風(fēng)險隱患點(diǎn)即脆弱性暴露度因子、風(fēng)災(zāi)防御應(yīng)急能力和歷史受災(zāi)情況，并由氣象災(zāi)害防御專業(yè)團(tuán)隊對沿海學(xué)校風(fēng)險隱患普查數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場核查，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2 數(shù)據(jù)分析方法

層次分析法。采用層次分析法制定災(zāi)害性天氣重點(diǎn)單位風(fēng)險指標(biāo)打分細(xì)則，確定各指標(biāo)權(quán)重，建立氣象災(zāi)害風(fēng)險指標(biāo)體系[12]。

根據(jù)評估特性，建立綜合二元函數(shù)：根據(jù)各風(fēng)險隱患點(diǎn)普查數(shù)據(jù)，劃分各風(fēng)險指標(biāo)分級區(qū)間。本研究考慮同一等級承災(zāi)體脆弱性條件下，不同風(fēng)力等級下風(fēng)險性不同；同一風(fēng)力等級條件下，不同承災(zāi)體脆弱性等級風(fēng)險性也不同。因此建立風(fēng)力等級和承災(zāi)體脆弱性等級的二元函數(shù)[13]：

Q=f(x)·f(y)。

(1)

式中：x為風(fēng)力等級，y為承災(zāi)體脆弱性等級(本文中以風(fēng)險隱患點(diǎn)等級表示)，Q表示承災(zāi)體脆性在對應(yīng)風(fēng)力條件下的風(fēng)險值。

專家打分法。采用專家打分法對不同等級風(fēng)險隱患點(diǎn)在不同等級風(fēng)力情況下進(jìn)行0～1標(biāo)準(zhǔn)化打分，分?jǐn)?shù)越高表示風(fēng)險越高。防御應(yīng)急能力采用反向打分，應(yīng)急防御能力越好，風(fēng)險值越低。

結(jié)合風(fēng)險指標(biāo)體系、實(shí)時災(zāi)害性臺風(fēng)天氣實(shí)況、預(yù)警和短臨預(yù)報，計算針對學(xué)校在臺風(fēng)影響下大風(fēng)的風(fēng)險指數(shù)。

暴露度脆弱性風(fēng)險影響指數(shù)的估算公式如下所示：

RE=WE1QE1+WE2QE2+WE3QE3+…WEnQEn。

(2)

式中：RE為暴露度脆弱性風(fēng)險影響指數(shù)；QE1…QEn為各風(fēng)險隱患點(diǎn)(如高大樹木、單位基本屬性等)風(fēng)險函數(shù)，即致災(zāi)因子影響下暴露度脆弱性因子的風(fēng)險值；WE1…WEn為針對各風(fēng)險隱患點(diǎn)評價指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，總和為1。致災(zāi)因子危險性指數(shù)、風(fēng)險防御能力指數(shù)同理。

結(jié)合風(fēng)險指標(biāo)體系、實(shí)時災(zāi)害性天氣實(shí)況，計算重點(diǎn)單位分災(zāi)種風(fēng)險指數(shù)和綜合氣象災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)。災(zāi)害風(fēng)險評估指數(shù)如下式所示：

R=WFRF+WERE+WVRV。

(3)

式中：R為氣象災(zāi)害風(fēng)險指數(shù);RF為致災(zāi)因子危險性指數(shù)；RE為暴露度脆弱性風(fēng)險因子影響指數(shù)；RV為風(fēng)險防御能力指數(shù)；WF為致災(zāi)因子危險性的權(quán)重系數(shù)；WE為風(fēng)險因子影響權(quán)重系數(shù)；WV為風(fēng)險防御能力權(quán)重系數(shù)。其中：

WF+WE+WV=1。

(4)

根據(jù)綜合評估結(jié)果R值，進(jìn)行風(fēng)險等級判定。制定指數(shù)等級標(biāo)準(zhǔn)，建立實(shí)時動態(tài)氣象災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)產(chǎn)品，為學(xué)校及時采取適當(dāng)?shù)拇胧┨峁┮罁?jù)。

2 研究方法及成果

2.1 基于統(tǒng)計方法的臺風(fēng)大風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險指標(biāo)體系的建立

采用AHP(層次分析法)風(fēng)險分析與專家打分[14]，結(jié)合數(shù)值模擬的方法分析臺風(fēng)對影響學(xué)校風(fēng)災(zāi)風(fēng)險指標(biāo)要素的耦合作用[15]，將實(shí)時臺風(fēng)產(chǎn)生的瞬時極大風(fēng)速、持續(xù)時間等作為致災(zāi)因子；從大風(fēng)可能產(chǎn)生的“高空墜物”以及“倒塌”風(fēng)險事件考慮[16]，通過調(diào)研及風(fēng)險普查學(xué)校內(nèi)部可能產(chǎn)生風(fēng)險隱患點(diǎn)作為暴露度脆弱性風(fēng)險因子，如 “陽臺及室外存放(懸掛)物”、“高大樹木”等風(fēng)險隱患點(diǎn)；學(xué)校自身對大風(fēng)的災(zāi)害防御能力的數(shù)據(jù)作為風(fēng)險防御能力因子，如“臺風(fēng)防御應(yīng)急預(yù)案”“臺風(fēng)應(yīng)急演練”等，將風(fēng)險指標(biāo)因子分為定性指標(biāo)和定量指標(biāo)，分析基于臺風(fēng)影響的情況下這些風(fēng)險隱患點(diǎn)脆弱性的程度以及災(zāi)害風(fēng)險防御能力，建立大風(fēng)風(fēng)險指標(biāo)體系。如表1所示，綜合考慮在臺風(fēng)大風(fēng)影響期間，致災(zāi)因子(B1)的影響力、承災(zāi)體的暴露度和脆弱性(B2)以及承災(zāi)體的防御應(yīng)急能力(B3)，采用層次分析法構(gòu)建準(zhǔn)則層判斷矩陣，對各要素進(jìn)行兩兩重要性比較，確定三者的權(quán)重分布。該矩陣最大特征值為3.01，一致性指標(biāo)CI=0.007，一致性比率CR=0.014，CR<0.1通過一致性檢驗，因此得出準(zhǔn)則層三個因子的權(quán)重，如表2所示。下文各指標(biāo)層權(quán)重均由層次分析法得出，均通過一致性檢驗。

表1 準(zhǔn)則層判斷矩陣及權(quán)重

表2 學(xué)校臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險準(zhǔn)則層評估模型

2.1.1 臺風(fēng)大風(fēng)致災(zāi)因子權(quán)重分析

致災(zāi)因子是導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生的觸發(fā)因素，一般通過大量的樣本統(tǒng)計，粗略地估計出區(qū)域某種致災(zāi)因子的發(fā)生周期，不同致災(zāi)因子發(fā)生的周期不一樣，其持續(xù)時間也不一樣。氣象上一般把8級及以上大風(fēng)(≥17.2 m/s)作為災(zāi)害性大風(fēng)[17]，極大風(fēng)速反映了大風(fēng)瞬時可能帶來的危害，較最大風(fēng)速更有指示意義，是臺風(fēng)災(zāi)害風(fēng)險評估的主要致災(zāi)因子[18]。大風(fēng)的持續(xù)時間也是衡量大風(fēng)危害的一個方面，本研究統(tǒng)計小時極大風(fēng)速超過17.2 m/s的累計整小時數(shù)作為指標(biāo)層“持續(xù)時間”。本文臺風(fēng)影響下產(chǎn)生的災(zāi)害性大風(fēng)即為致災(zāi)因子，故本文將實(shí)時臺風(fēng)產(chǎn)生的瞬時極大風(fēng)速、持續(xù)時間等作為致災(zāi)因子，根據(jù)前期數(shù)據(jù)收集的近十年臺風(fēng)影響浦東新區(qū)歷史數(shù)據(jù)以及從自動站獲得上述天數(shù)的臺風(fēng)大風(fēng)數(shù)據(jù)。表3給出了致災(zāi)因子部分考慮的極大風(fēng)速和大風(fēng)持續(xù)時間兩個指標(biāo)。

表3 致災(zāi)因子權(quán)重分配表

2.1.2 沿海學(xué)校暴露度脆弱性風(fēng)險影響因子權(quán)重分析

通過微信小程序開展學(xué)校風(fēng)險隱患點(diǎn)實(shí)地普查，建立詳細(xì)的學(xué)校風(fēng)險隱患數(shù)據(jù)庫，包括隱患點(diǎn)、制度措施隱患和歷史受災(zāi)情況。其中大風(fēng)風(fēng)災(zāi)隱患點(diǎn)包括大風(fēng)高空墜物風(fēng)險隱患點(diǎn)、大風(fēng)倒伏風(fēng)險隱患點(diǎn)；制度措施隱患有：應(yīng)急預(yù)案是否到位、應(yīng)急物資是否到位等；歷史受災(zāi)情況包括歷史上受各類災(zāi)害性天氣造成的事件、事故等情況，并由氣象災(zāi)害防御專業(yè)團(tuán)隊對學(xué)校風(fēng)險隱患普查數(shù)據(jù)進(jìn)行抽樣現(xiàn)場核查，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，形成臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)災(zāi)數(shù)據(jù)庫，依據(jù)臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)災(zāi)風(fēng)險普查數(shù)據(jù)庫獲取到承災(zāi)體暴露度脆弱性作為建立指標(biāo)體系的重要內(nèi)容，考慮的因素一是校園內(nèi)對風(fēng)災(zāi)敏感的脆弱性單體，如受大風(fēng)影響可能存在或曾經(jīng)發(fā)生過高空墜落，倒塌風(fēng)險的物體，如易倒伏樹木、未規(guī)范安裝的空調(diào)外機(jī)、室外懸掛物、簡易或臨時建(構(gòu))筑物等。二是學(xué)校基本情況，如性質(zhì)、容積率、敏感人群比例、人口密度等。表4給出了承災(zāi)體暴露度和脆弱性考慮的三個指標(biāo)，即懸掛物、建筑類和單位屬性。對指標(biāo)層的三個指標(biāo)，分別細(xì)化到校園內(nèi)非規(guī)范安裝的空調(diào)外機(jī)數(shù)量、陽臺及室外存放(懸掛)物數(shù)量等目標(biāo)層。

表4 承災(zāi)體暴露脆弱性因子指標(biāo)體系和權(quán)重分配

2.1.3 沿海學(xué)校風(fēng)險防御能力

沿海學(xué)校風(fēng)險防御能力尤為關(guān)鍵，基于對氣象防御能力的再理解，共包括6個方面，即制度適應(yīng)能力、風(fēng)險識別能力、備災(zāi)與應(yīng)急管理能力、技術(shù)與工程防御能力、經(jīng)濟(jì)支撐與減災(zāi)保障能力、部門聯(lián)動與社會保障能力[19]，以上是承災(zāi)體脆弱性的縮減因子，可以通過完善相關(guān)制度，建立氣象防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案和開展應(yīng)急演練和培訓(xùn)，提高其災(zāi)害防御能力，降低本單位氣象災(zāi)害風(fēng)險[20]。主要包括：氣象災(zāi)害防御預(yù)案、物資儲備、人員培訓(xùn)、應(yīng)急演練、防御措施等，風(fēng)險防御能力指標(biāo)體系及權(quán)重見表5。

表5 承災(zāi)體風(fēng)險防御能力指標(biāo)體系和權(quán)重

2.2 風(fēng)險指數(shù)計算及預(yù)評估服務(wù)產(chǎn)品

制定風(fēng)險指標(biāo)打分細(xì)則，計算針對學(xué)校的大風(fēng)風(fēng)險指數(shù)，制定指數(shù)等級標(biāo)準(zhǔn)[21]。結(jié)合風(fēng)險指標(biāo)體系、實(shí)時災(zāi)害性天氣實(shí)況、預(yù)警和短臨預(yù)報，計算學(xué)校的動態(tài)風(fēng)災(zāi)風(fēng)險指數(shù)，隨著承災(zāi)體暴露度脆弱性的變化，可形成實(shí)時氣象災(zāi)害風(fēng)險預(yù)評估服務(wù)產(chǎn)品[22]，為沿海學(xué)校防災(zāi)減災(zāi)及時采取適當(dāng)?shù)拇胧┨峁┮罁?jù),提升防御能力減少風(fēng)災(zāi)影響[23]。根據(jù)致災(zāi)因子、承災(zāi)體暴露脆弱性正向和縮減因子，評估沿海學(xué)校臺風(fēng)大風(fēng)綜合評估風(fēng)險R值，按表6進(jìn)行風(fēng)險等級判定，根據(jù)實(shí)際災(zāi)情綜合評估劃分風(fēng)險指數(shù)為五個等級，從高到低依次為Ⅰ級(紅色，最高)、Ⅱ級(橙色，次之)、Ⅲ級(黃色，再次)、Ⅳ級(藍(lán)色，低)、 Ⅴ級(綠，最低)，提出相應(yīng)防御提示(表7)。根據(jù)現(xiàn)有的天氣實(shí)況，結(jié)合評估模型，計算氣象災(zāi)害風(fēng)險指數(shù)等級，根據(jù)等級提出相應(yīng)風(fēng)險防御提示，形成預(yù)評估產(chǎn)品。

2.3 案例分析結(jié)果驗證

2.3.1 沿海學(xué)校在2021年臺風(fēng)“煙花”和2014年臺風(fēng)“鳳凰”期間風(fēng)險評估

為了驗證臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險模型的合理性，選取5所浦東新區(qū)沿海學(xué)校，學(xué)校1、學(xué)校2、學(xué)校3、學(xué)校4均位于臨港，屬浦東新區(qū)南部沿海區(qū)域，學(xué)校5位于外高橋，屬浦東新區(qū)北部沿海區(qū)域。表7是5所不同區(qū)域沿海學(xué)校基于模型的調(diào)查數(shù)據(jù)(5所學(xué)校陽臺及室外存放物均是0個，地理位置均處于周圍100 m以內(nèi)無高于單位的建筑，故不列為計算考慮)。對應(yīng)的表8為計算出5所學(xué)校大風(fēng)的風(fēng)險指數(shù)和風(fēng)險等級以及相應(yīng)防御指引。

為了驗證大風(fēng)風(fēng)險模型的準(zhǔn)確性，針對2021年臺風(fēng)“煙花”學(xué)校3、學(xué)校4、和學(xué)校5進(jìn)行實(shí)際災(zāi)情調(diào)查，針對5所學(xué)校風(fēng)險評估結(jié)果開展三種不同情況下的分析驗證，同時根據(jù)臺風(fēng)實(shí)際情況以及災(zāi)情統(tǒng)計結(jié)果以此驗證模型結(jié)果和災(zāi)情是否一致，驗證防御指引是否有指導(dǎo)價值。

(1)致災(zāi)因子不同情況下，暴露度脆弱性以及防御能力相似情況下的分析驗證。學(xué)校3為臨港地區(qū)學(xué)校，學(xué)校5為外高橋附近學(xué)校，2021年臺風(fēng)“煙花”學(xué)校3受臺風(fēng)影響的極大風(fēng)速為34.9 m/s(12級)，8級及以上大風(fēng)持續(xù)時間為43 h，學(xué)校5受到的極大風(fēng)為9級，持續(xù)時間為25 h。在致災(zāi)因子兩個指標(biāo)中，極大風(fēng)速的大小直接反應(yīng)了臺風(fēng)大風(fēng)影響區(qū)離學(xué)校的遠(yuǎn)近以及對學(xué)校的影響大小，若極大風(fēng)速較大，那相同臺風(fēng)持續(xù)影響的的時間段內(nèi)，臺風(fēng)的影響力也較大，因此學(xué)校3的致災(zāi)因子指數(shù)遠(yuǎn)大于學(xué)校5，如表9所示。

表6 臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險評估等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

表7 風(fēng)險等級相應(yīng)防御指引

表8 浦東新區(qū)沿海學(xué)校大風(fēng)模型基本調(diào)查表

表9 臺風(fēng)影響下5所學(xué)校大風(fēng)風(fēng)險評估結(jié)果及災(zāi)情調(diào)查

由表8所見，其中學(xué)校2和學(xué)校4，學(xué)校3和學(xué)校5應(yīng)急防御能力相同，在暴露脆弱性方面，由公式(1)可知，指標(biāo)項的分值是極大風(fēng)和指標(biāo)項數(shù)據(jù)的二維函數(shù)，不同風(fēng)力影響下指標(biāo)項的分值不同，因此學(xué)校3的防御應(yīng)急能力風(fēng)險指數(shù)大于學(xué)校5，如表9所示。同樣的暴露脆弱性情況下，學(xué)校3的致災(zāi)因子大于學(xué)校5，學(xué)校3和學(xué)校5相比，學(xué)校3的空調(diào)數(shù)遠(yuǎn)小于學(xué)校5，但學(xué)校3脆弱性較高(有簡易建筑)，且學(xué)校3為小學(xué)，小學(xué)中敏感人群比重較大，因此綜合風(fēng)力和暴露脆弱性指標(biāo)后學(xué)校3的暴露脆弱性風(fēng)險略高于學(xué)校5。最后學(xué)校3的風(fēng)險指數(shù)R為0.61，學(xué)校5的風(fēng)險指數(shù)為0.20，由表9可知，學(xué)校3在2021年臺風(fēng)“煙花”影響期間，大風(fēng)風(fēng)險等級為II級，學(xué)校5為IV級，也由表9可知，學(xué)校3實(shí)際存在災(zāi)情，學(xué)校5在此次臺風(fēng)影響期間無受災(zāi)情況，與模型得出的風(fēng)險等級一致，同時由表7防御指引可見學(xué)校3為Ⅱ級風(fēng)險，其中防御指引包括加固樹木、簡易建筑等，與災(zāi)情風(fēng)險隱患點(diǎn)情況一致，可見防御指引具有一定指導(dǎo)意義。

(2)暴露度脆弱性不同情況下，致災(zāi)因子和防御能力相似情況的分析驗證。對比學(xué)校1和學(xué)校2，兩所學(xué)校都位于臨港地區(qū)，故以臨港新城站氣象自動站數(shù)據(jù)作為致災(zāi)因子數(shù)據(jù)，2014年臺風(fēng)“鳳凰”影響期間，兩所學(xué)校受臺風(fēng)影響的極大風(fēng)速均為18.8 m/s，小時極大風(fēng)速超過17.2 m/s的累計時長均為3 h，因此，兩所學(xué)校的致災(zāi)因子的危險性指數(shù)一致。對比暴露脆弱性指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)學(xué)校1有10個店招牌和7個簡易建筑，臺風(fēng)影響過程中，風(fēng)力極大，戶外店牌易發(fā)生高墜，極容易發(fā)生人損物損。同時，簡易建筑在臺風(fēng)影響期間，也易被吹毀，造成物損。對比學(xué)校1和學(xué)校2，可見學(xué)校1的人口密度和容積率均高于學(xué)校2，這一定程度上增加了人損的風(fēng)險。在最高建筑這一方面，學(xué)校2高于學(xué)校1，但是兩者相差不大。綜合分析，學(xué)校1的暴露脆弱性高于學(xué)校2，由表9可知，學(xué)校1的暴露脆弱性值為0.18，學(xué)校2的暴露脆弱性指數(shù)值為0.07,驗證了該模型的正確性。在防御應(yīng)急能力方面，學(xué)校2有大風(fēng)應(yīng)急預(yù)案，兩所學(xué)校均未開展氣象災(zāi)害應(yīng)急演練和培訓(xùn)。所以學(xué)校2的防御應(yīng)急能力高于學(xué)校1，也驗證了表8中防御應(yīng)急能力指數(shù)的正確性。

故在相同的致災(zāi)因子情況下，學(xué)校1的暴露脆弱性和防御應(yīng)急能力指數(shù)的值均高于學(xué)校2，臺風(fēng)大風(fēng)的風(fēng)險性指數(shù)也高于學(xué)校2，根據(jù)表6沿海學(xué)校臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險評估等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以得到2014年臺風(fēng)“鳳凰”影響期間,學(xué)校1的大風(fēng)風(fēng)險為較低風(fēng)險，學(xué)校2的大風(fēng)風(fēng)險為低風(fēng)險。實(shí)際臺風(fēng)“鳳凰”對上海的風(fēng)力影響并不大，故兩所學(xué)校低風(fēng)險情況與實(shí)際相符。

(3)防御應(yīng)急能力不同情況下，致災(zāi)因子和暴露度脆弱性相似情況分析驗證。學(xué)校3和學(xué)校4均為臨港地區(qū)的學(xué)校，由表8可以看到，2021年臺風(fēng)“煙花”影響期間，兩所學(xué)校均受到12級大風(fēng)影響，致災(zāi)因子風(fēng)險指數(shù)達(dá)到了0.88。暴露脆弱性方面，兩所學(xué)校差別不大。防御應(yīng)急能力方面，學(xué)校3制定了大風(fēng)防御應(yīng)急預(yù)案也開展過防御培訓(xùn)，防御能力高于學(xué)校4，所以由表9也可以看到學(xué)校3的防御應(yīng)急風(fēng)險指數(shù)低于學(xué)校4，最終學(xué)校4的大風(fēng)風(fēng)險指數(shù)較高。但由于臺風(fēng)中防御應(yīng)急的能力有限，所以在2021年臺風(fēng)“煙花”影響過程中，同在臨港地區(qū)的學(xué)校3和學(xué)校4受致災(zāi)因子影響，大風(fēng)等級均為II級，為較高風(fēng)險。結(jié)合表9災(zāi)情數(shù)據(jù)可見，學(xué)校3和學(xué)校4發(fā)生的災(zāi)情與表7中Ⅱ級風(fēng)險防御指引“加固所有戶外設(shè)施、設(shè)備(店招牌、樹木、簡易建筑；建議盡量不要外出，必要外出時不要在玻璃門窗、簡易建筑、廣告牌及數(shù)目附近逗留” 較為一致，可見防御指引具有一定指導(dǎo)意義。

3 結(jié)語

臺風(fēng)大風(fēng)對學(xué)校人員安全、設(shè)施安全影響重大，但因各學(xué)校自身情況復(fù)雜、影響程度不一、風(fēng)險普查難度較大，以往的風(fēng)險研究更多聚焦致災(zāi)因子本身，而較少結(jié)合學(xué)校暴露度脆弱性以及防御能力情況，從而影響風(fēng)險評估結(jié)果。本文借力于風(fēng)險普查和實(shí)例驗證的工作背景，在常規(guī)層次分析法的基礎(chǔ)上，研究調(diào)查數(shù)據(jù)與致災(zāi)因子的關(guān)聯(lián)函數(shù)，經(jīng)過充分的大數(shù)據(jù)分析和專家打分，構(gòu)建出相應(yīng)的風(fēng)險因子等級標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系，最終動態(tài)分析得出針對學(xué)校的臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險預(yù)評估結(jié)果，并提供科學(xué)有效的氣象防御指引服務(wù)產(chǎn)品。

臺風(fēng)影響下學(xué)校風(fēng)災(zāi)風(fēng)險預(yù)評估技術(shù)研究確定了臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險等級以及相應(yīng)的防御指引，并在多次實(shí)例驗證中分析了臺風(fēng)影響下相關(guān)的學(xué)校風(fēng)險隱患因子，是對學(xué)校這一敏感重要行業(yè)氣象災(zāi)害風(fēng)險評估的重要實(shí)踐，為將氣象服務(wù)融入學(xué)校安全治理體系提供了參考建議。

在下一步的工作研究中，推動氣象災(zāi)害風(fēng)險管理[24]一是在實(shí)際應(yīng)用中可結(jié)合臺風(fēng)期間雷達(dá)回波和智能網(wǎng)格預(yù)報運(yùn)用于模型中，形成氣象服務(wù)預(yù)評估產(chǎn)品；二是將氣象災(zāi)害防御指引更多應(yīng)用于實(shí)踐過程中，通過更多的數(shù)據(jù)輸入和實(shí)例驗證，進(jìn)一步完善臺風(fēng)大風(fēng)風(fēng)險評估指標(biāo)和技術(shù)模型，擴(kuò)大評估應(yīng)用的對象范圍(如覆蓋全區(qū)、上海市等)和行業(yè)領(lǐng)域(如工地、危化場所等)；三是將研究理念和成果應(yīng)用于其他氣象災(zāi)害類型(如雷電、高溫、暴雨等)，分別建立各災(zāi)種特有的風(fēng)險評估模型，為評估對象提供全面具體、科學(xué)有效的全要素氣象災(zāi)害風(fēng)險評估技術(shù)方法和防御指引服務(wù)產(chǎn)品，賦能重點(diǎn)行業(yè)單位有效減災(zāi)，通過創(chuàng)新發(fā)展減少、規(guī)避災(zāi)害風(fēng)險。