亞洲巨災劃分研究

李志強 徐敬海 李曉麗

1)中國地震局地質研究所，北京 100029

2)南京工業大學，南京 210009

0 引言

在地球幾十億年的歷史中，自然環境始終在不斷變化著。自從有了人類，這些變化有一些以直接危及人類生存的方式顯現，在各種記錄中，這些變化被認為是“災害”。在人類的發展歷史中，人類與各種災害之間，一直處于相互影響、相互制約的發展之中，人與人和人與自然環境之間的各種矛盾和斗爭，推動著社會的發展。自然災害的形成有2個基本條件，第一是自然變化的程度，我們簡稱之為災變;第二是受災體易損性。災害具有自然與社會雙重性。

影響災害的因子一般我們認為包括:致災因子(災變活動)——主要有氣象災變、洪澇災變、海洋災變、地質災變、地震災變、生物災變和人類活動引起的人為自然災變;社會受災體——主要包括人口、財產、資源、環境等;社會承災能力——主要有受災體易損性、社會可接受災害影響程度和減災能力。

而災害造成的損失包括危害人類生命和身心健康、損壞人類勞動創造的物質財產、破壞生產、影響社會功能和秩序、破壞人類賴以生存與發展的資源與環境。災害損失包括直接災害損失、間接災害損失、衍生災害損失。

為了度量災害嚴重程度和損失程度，目前已經研究出了許多的方法。特別是單個災類的評估，已經有了若干成熟的方法。為了橫向評估災害嚴重程度和損失程度，在災害評估的基礎上，又發展了災害損失的分級評估研究。目的是為了以一種簡單明了的方式反映災害的嚴重程度。

近兩年來，在亞太地區接連發生的颶風、洪水、地震、海嘯等重大自然災害事件，給有關國家造成嚴重損失，因此加強防災減災、救災區域跨國合作的重要性日益提升。確立亞洲巨災災度的劃分標準，在災害外交與合作上也具有重要意義。

1 災害的分級與巨災劃分研究

賴特等(Wright et al.，1979)建議的災害等級的表達式是:社會財富和基礎設施與災害損失的比值(最初的提法是“影響比”(impact ratio))。公式表達為:損失/(受損社區財富+受損社區基礎設施價值)。貝茨等(Bates et al.，1987)提出了以GDP來進行度量的方法，財產損失值/社區GDP。

馬宗晉等(1990)、趙阿興等(1993)提出了“災度”的概念，用以表征自然災害損失絕對量的分級標準。

表1 災度等級劃分標準Table 1 Standards for disaster magnitude classification

于慶東(1993)提出了圓弧判別方法，以死亡人數和經濟損失的平方和表示災度，使等級在整個象限空間內無縫分布，從而改進后的算法可以對所有的災害進行等級判定。馮利華(1993，2000)、馮利華等(1996)將死亡人數、受傷人數和直接經濟損失的數量折算為規范化指數，提出災害損失的定量計算方法。馮志澤(1994)根據地震成災機制，將直接經濟損失、間接經濟損失和救災投入作為經濟損失，用一次地震造成的死亡、重傷人數和經濟報失3個因子計算出災害指數，并依據災害指數將災害損失劃分為Ⅰ～Ⅺ級。任魯川(1996)提出借助模糊數學方法用隸屬度來判斷災害屬于災度等級的程度。高慶華等(1997)發表專著《自然災害災情統計標準化研究》。張傳芳等(2007)從屬性區間識別理論的角度，結合自然災害損失評估指標體系，給出了對自然災害損失評估的屬性區間識別理論模型。高建國(2008)基于汶川地震的研究，總結了過去災度的4個特征，提出了災度的空間三維定義。代博洋等(2009)基于災度概念及改進算法，結合物元理論，提出了自然災害損失等級劃分的可拓學算法，建立了基于物元理論的自然災害損失等級劃分模型。

歸納起來，上述關于災害等級定量計算所采用的方法主要有:圓弧判別法、對數函數法、比率法、加權累積法、物元分析法、灰色關聯法等。

從以上研究可以看出:由于不同災種間自然變異機制不同，無法考慮造成災變的物理量;單一指標難以反映災害的破壞程度;死亡人口、重傷人口、受災人口、經濟損失、受災面積、受災時間都被廣泛應用;死亡人口、經濟損失是最常用的衡量指標;這些指標的適當組合可以作為衡量指標。

2 亞洲巨災劃分標準研究

本文基于多個項目和課題的研究成果進行亞洲巨災劃分研究。主要數據源有亞洲巨災事件調查2008BAC44B01-01、ADRC(亞洲災害數據庫)、CRED International Disasters Database(災害的流行病學研究中心國際災害數據庫)、EM-DAT(CRED災害數據庫的另一個版本)、World Catastrople Database(世界巨災案例數據庫)，這些數據覆蓋了亞洲過去100年18，000個災害。

亞洲是一個自然災害種類繁多、災害發生頻繁、受災嚴重的地區。從EM-DAT數據庫分析，近年來全世界臺風、洪水、干旱、地震等自然災害的發生次數及受害人數呈上升趨勢，但其中接近90%集中在亞洲。

國際上巨災沒有統一的定義。經合組織(OECD)強調巨災是其造成的大量人員傷亡、財產損失和基礎設施的大面積破壞，以及在應對時，需要成員國之間的通力合作和幫助。美國聯保保險服務局(ISO)定義巨災為造成至少2 500萬美元的直接承保財產損失，且影響相當數目的保險人和被保險人的事件;瑞士再保險公司將這一損失額確定為3 870萬美元;慕尼黑再保險公司則認為，如果自然災害發生后，受災地區無法依靠自己的力量來幫助自己，而必須依靠區域間或國際援助，那么這場自然災害就可以定義為巨災。馬宗晉等把死亡10 000人以上，直接經濟損失(按照1990年價格計算)≥100億元人民幣視為特大災害，即巨災;Mohamed Gad-el-hak等把死亡1，000人以上，或受災面積＞100km2定義為巨災(Enormous Disaster)。

綜合考慮，本文比較趨向慕尼黑再保險公司的巨災定義。巨災(large-scale natural disaster)定義為一次自然災害過程其影響范圍和影響程度已經嚴重超過受災地區的承受能力，需要動員受災地區的各種力量予以救助和恢復，并需要周邊地區甚至國際援助的災害。直接經濟損失(direct economic loss)定義為一次自然災害過程造成的物質形態的破壞，包括:房屋建筑、公共設施、設備、物品等物資破壞帶來的損失，以及糧食減產、耕地損毀、牲畜死亡等農林牧漁的產業損失。受影響人數(number of Affected people)定義為一次自然災害過程造成生命財產安全受到嚴重影響，需要給予緊急救助的人口數量。

2.1 亞洲巨災劃分的因子選擇

由以上分析可以得出，死亡人口和直接經濟損失是最主要的2個指標，其中經濟損失一般均是指直接經濟損失。但在2008年的中國南方特大冰凍災害中，死亡人口和直接經濟損失都不大，由于交通困難造成的間接和衍生經濟損失十分巨大，受災影響人口和受災面積更是達到半個中國之多。隨著亞洲各國經濟實力的增長，減災能力均有較大提高，因災直接死亡人口和直接經濟損失增長減慢，受災影響人口數和受災面積、受災影響天數增長明顯。受災面積和受災影響天數這樣的指標，不同災種差別很大，不容易橫向比較，在很多災評指標中，因災影響人口都被當作一個指示影響范圍的重要指標。基于這些考慮，我們在巨災劃分中使用死亡人口、直接經濟損失和受影響人口這3個因子指標。

從表2可以看出，過去的100多年中，因災死亡人數明顯減少，受影響人口明顯增大，經濟損失明顯增大。在近20年間，受影響人口和經濟損失比重明顯增大。

2.2 評價因子的表達形式

災害等級的因子，在各種公式中以絕對量和相對量2種方法為主。

以災害等級的因子絕對量作為災害等級標準:如使用死亡人口數，經濟損失數等。在對比測試中發現有以下幾個問題:針對不同類型的災害，等級劃分絕對量差距較大，如地震災害巨災為1萬人，泥石流巨災為1千人;不同專家提出的標準絕對量差距較大，不同的保險公司提出的經濟損失標準差距較大;目前的標準中人員死亡標準針對亞洲標準存在較明顯的不足。以死亡1萬人為例，對于人口少的國家不容易達到。

表2 1900—2011年亞洲10年分段災害人員死亡、受影響人口、經濟損失統計表Table 2 Statistics of the deaths，population affected and economic loss caused by disasters per ten years from 1900 to 2011 in Asia

以災害等級的因子相對量作為巨災標準:如采用死亡人口與總人口的比值、經濟損失與GDP的比值等。在對比測試中發現:

(1)以死亡人口為例，有的巨災死亡幾十人，而有的災害死亡幾十萬人，這樣與總人數的比值相差太大，簡單分級很難比較。

(2)以臺風過境為例，很可能覆蓋近百個縣市，確定受災地區總人口和GDP值在很多時候都是不可能的，這樣很難取得相對值。亞洲地區，特大災害往往取該國家的總人口和總GDP作為相對值的分母，由于亞洲國家大小規模差別很大，這樣會使不同國家的對比十分困難。

(3)對亞洲災害數據庫進行分析，我們發現由于死亡人數、受災人口和經濟損失在數量級上差別巨大，采用類似災度的簡單表格形式是難以對比的。

(4)對亞洲災害數據庫進行分析表明，如果一個災害被認定為巨災，死亡人數、受災影響人口和經濟損失至少有1個數或2個數的數量級很大。對這3個數分別取以10為底的對數后，對數和對巨災有明顯的指向。在前人工作中，也有的采用對數進行災害等級劃分。

基于以上考慮，本文嘗試不使用表格方式進行巨災劃分，而使用絕對值指標進行對數求和組合計算，提出以下計算公式

其中，D為分級計算結果，無量綱;P為死亡人數(單位為:人);K為受影響人數(單位為:人);E為直接經濟損失(單位為:百萬美元);A1、A2、A3為計算中的權值。

對這個公式的思考如下:由于我們認為死亡人數、受影響人數和直接經濟損失3個因子共同決定了一個巨災的判定，也就是說我們認定這3個因子對最后判定結果影響一樣大。也就是說:

為了計算權值，我們在這里P、K、E不取單次災害，而是取亞洲過去數年所有自然災害的死亡人數、受影響人數和直接經濟損失的合并后的對數值(表3)。

表3 1960—2011年亞洲多年分段災害人員死亡、受影響人口、經濟損失對數值及相互差值統計表Table 3 Statistics of the logarithms and their differences of the deaths，population affected and economic loss caused by disasters from 1960 to 2011 in Asia

由表3可以看出，在距今的52年、42年、32年、22年、12年中，受影響人口(人)與災害死亡人口總數(人)的對數差log(K)-log(P)，穩定在3.4左右，在近幾年還有上升的趨勢，這與我們對災害影響的觀察是一致的。如果我們把受影響人口統計單位改為千人，這個對數差將穩定在0.4。

也可以看出，在距今的52年、42年、32年、22年、12年中，受影響人口(人)與災害經濟損失總數(百萬美元)的對數差log(K)-log(E)，穩定在3.6左右。同樣如果我們把受影響人口統計單位改為千人，這個對數差將穩定在0.6。

同樣可以看出，在距今的52年、42年、32年、22年、12年中，災害經濟損失總數(百萬美元)與死亡人數(人)的對數差log(E)-log(P)，穩定在-0.2左右，而這個差值一直在減小，這也和我們觀察到的經濟損失一直在增長，人員傷亡一直在減小所對應。

由于將受影響人數量綱改為千人，計算結果會比較穩定，所以把表3中的受影響人數量綱改為千人為單位，在表4中重新計算。

由表4可以得出，logP/log(K/1000)、logP/logE多年平均的結果相當穩定，并接近于1，為此我們把A2取為1，A3取為1。

2.3 評價公式的選擇

通過前面的分析，巨災分級計算采用對數和方法對這3個影響因子進行組合。最后提出的等級計算模型為

其中，D為分級計算結果，無量綱;P為死亡人數(單位為:人);K為受影響人數(單位為:千人);E為直接經濟損失(單位為:百萬美元)。

如果一次自然災害過程涉及多個國家或地區的:死亡人數由涉及的多個國家或地區的死亡人數相加。受影響人數由涉及的多個國家或地區的受災影響人數相加。各個國家和地區的直接經濟損失的計算方法為:以當地貨幣單位折算災害發生國家或地區的直接經濟損失值。按照災害發生時的匯率，將直接經濟損失值轉換為美元。直接經濟損失值按2010年不變價格計算，以美元為單位。

采用表達死亡人數影響因子為log10(P+1)，其中用P+1是為了消除在某一災害死亡人數為0時對其取對數無意義，從而造成公式無法計算。巨災造成的受災人口數目是巨大的，因此該影響因子以千人為單位，經濟損失采取百萬美元的方式，這樣整體上不同影響因子之間對災度的影響能保持基本均衡，不會出現某一因子對災度計算的貢獻率過高，而忽略了其他因子。

表4 1960—2011年亞洲多年分段災害人員死亡、受影響人口、經濟損失對數比值Table 4 Logarithm ratio of the deaths，population affected and economic loss caused by disasters from 1960 to 2011 in Asia

3 分級計算和巨災的對比

按照該公式，對我們搜集整理的亞洲自然災害數據庫中所有自然災害數據進行計算評分，結果見表5。

按照上述公式計算后，取得了總共54個＞10、102個＞9、178個＞8.0的大災案例。

經與多個災害數據庫(亞洲巨災事件調查2008BAC44B01-01報告、EM-dat分析報告、CRED分析報告、ADRC分析報告、世界巨災案例數據庫分析報告)對比后，可以確認一般意義上的亞洲區域巨災均在＞8.0這個表中，為此，將分級計算結果D＞8.0，定義為巨災。

4 討論

關于巨災的評判標準，特別是亞洲地區巨災的評判標準，一直有較大的爭議。經過多輪次的對比分析，采用死亡人口、經濟損失和受影響人口作為主要的評判標準，已經初步達成共識。這樣的結果，也適合在更廣泛的空間中進行對比分析。之所以增加受影響人口這樣一個指標，是因為現在各國各地區抗災能力普遍提高，死亡人數明顯下降，衍生損失明顯增多，但是衍生損失計算困難，遠不如受影響人口獲取方便。

由于CRED災害數據庫部分數據來源特別是中國地區數據與我們的統計數據會有一些差別，一般會偏大一些。其中直接經濟損失的計算，有些國家和地區的數據來源于保險公司的計算，這些經濟損失數據包含了一部分衍生損失。受災影響人口數個別災害數據也偏大。同時有個別災害案例我們認為并不適合視為自然災害案例，為保持原始數據的一致性，我們未對原始數據做修改。這個可能會有少數有爭議災害案例進入到巨災范圍里。為對比這樣的計算結果，我們未做剔除。

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這3個因子由于是采用對數方式，受影響人口取為人、千人、萬人，直接經濟損失取為百萬元、億元，最后對所有災害的D值來說，都是同步增大或減少，不影響D值的排序結果。

這個公式計算比較方便、簡潔，適宜用于比較亞洲國家不同區域不同自然災害類型的損失程度。

在之前的研究(徐敬海等，2012)中，也嘗試過利用經濟損失/GDP受損人口/災區人口的方式作為相對因子進行計算，這樣實際上相當于用4個參數進行計算，很多亞洲地區和國家的這些數據獲取困難，對比分析時，有較多缺失。

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