影響大亞灣地區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研究重點實驗室國家海洋環境預報中心，北京100081）

影響大亞灣地區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研究重點實驗室國家海洋環境預報中心，北京100081）

利用2002—2013年大亞灣地區G1701、G5303、G5313監測站的氣象數據，以及大亞灣地區的災情數據，采用逐步回歸方法、歷史個例相似法等方法，對大亞灣地區的熱帶氣旋災害進行了評估。結果表明：（1）近12年來，共有5個熱帶氣旋給大亞灣地區帶來災害損失，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的熱帶氣旋災情指數；（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的人民生命和財產安全，造成人員傷亡、財產損失，并使得城市內澇、房屋倒塌，以及農林牧業、交通運輸業等遭受損失。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實災害數據資料的基礎上，應用統計方法對已經或正在發生的災害可能造成的、正在造成的或已經造成的人員傷害與財產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濟、社會的發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，建立一種分析結構，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；劉合香等[8]也指出模糊聚類分析能較好的對區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，提出適用于當地的臺風災害預評估的技術方法；婁偉平等[15]基于主成分神經網絡，建立了浙江省臺風災害直接經濟損失評估模型，該模型可用于實際臺風災害直接經濟損失評估；王秀榮等[16]利用灰色關聯理論確定了全國范圍內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的研發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的研發與應用；許多專家[18-20]基于ARCGIS作為開發平臺，建立了實時的臺風災害評估業務系統，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。

大亞灣地區地處惠州市南端，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的熱帶氣旋發生。大亞灣地區工業發達，中海殼牌南海石化產業，電子、汽車零部件產業，以及惠州港、海岸旅游等都分布于大亞灣地區，因此，為防御和減少熱帶氣旋造成的大亞灣地區人民生命財產和經濟損失，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 惠州市大亞灣經濟開發區地理位置示意圖

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 數據、方法及個例選取

2.1 數據

本文所用數據主要為2002—2013年大亞灣地區G1701區委、G5303塘布，以及G5313魷魚灣監測站的氣象數據，以及熱帶氣旋對大亞灣地區的災情數據（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、神經網絡等。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務中常用的相似法，大致的做出直接經濟損失等的災害評估。

2.3 個例的選取

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

本論文災情數據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。從統計來看，2002—2013年期間，給大亞灣地區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登陸的熱帶氣旋；第二類，在其他地區登陸但其風雨影響到大亞灣的熱帶氣旋。根據這種分類來看，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）和0906號臺風“莫拉菲”（登陸大亞灣西側的大鵬半島南澳鎮）；第二類包括0604號強熱帶風暴“碧利斯”（經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 大亞灣經濟開發區受災情況匯總（數據由惠州市三防辦提供）

表2 熱帶氣旋影響大亞灣地區時的極大風速、降水量和中心氣壓值，以及災情指數

4 大亞灣地區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的此生災害造成的，大亞灣地區常見的熱帶氣旋災害現象有大風、巨浪、暴風雨、洪水、風暴潮以及熱帶氣旋引發的地質災害。另一方面，熱帶氣旋的強度及其影響地區的經濟實力、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在人員傷亡、農田受淹、房屋倒塌、莊稼倒伏、電線桿倒斷、樹木折斷等方面。研究發生在大亞灣地區的熱帶氣旋災情數據可以看出（見表1），熱帶氣旋帶來的災害在大亞灣地區表現的并不是很嚴重，根據完整性、可比性等對災情數據分析，可以看出：受災范圍、水產養殖、轉移人口等數據不能作為災害指標，農田受淹等指標數據較小，受災人口和直接經濟損失可以客觀的反映出熱帶氣旋對大亞灣地區的災害程度。

5 影響大亞灣地區的熱帶氣旋災害指數的計算

5.1 災情指數計算

為了更好的反映熱帶氣旋帶給大亞灣地區的損失，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”所用數據為G1701區委站點，“鸚鵡”選取G1701和G5303數據中的最大值，其余則選取三個站點數據中的最大值（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，具體步驟如下：

A、根據大亞灣地區具體受災情況，經分析和比較，選取受災人口（a）、房屋倒塌（b）、農田受淹（c）和直接經濟損失（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，換算成規范化指數Ia=a/10000，Ib=b/10，Ic=c/1000，Id=d/1.0× 108。

然后計算出災情指數G，即：

C、按照第3節對影響大亞灣地區熱帶氣旋的分類（即在大亞灣沿海或鄰近地區登陸的熱帶氣旋，和在其他地區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。

由于本文的樣本數較少，因此在進行線性擬合時，只有受災人口和直接經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，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的災情指數，得出的結果如表2所示。

5.2 災情等級的劃分

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

采用公式（1）計算，得到各影響過程中大亞灣地區的災情指數（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，根據各種因素做出其可能對當地帶來的災害程度，以便為政府提供更好的決策材料，盡可能的減少人民生命和財產損失。目前，把熱帶氣旋天氣的預報轉為其災害的預評估的研究還是困難的[9]。

根據實際業務中的應用，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，即建立當地熱帶氣旋各項氣象要素和災害數據庫，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，與當年直接經濟損失相聯系，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濟損失[4]等災害損失程度。

另外，我們可以根據對熱帶氣旋強度、移速、路徑等要素的預報預測，估算出其可能帶給當地的風、雨、氣壓等氣象要素值，然后根據其登陸點的不同，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 小結和討論

通過分析2002—2013年由熱帶氣旋造成的大亞灣地區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的熱帶氣旋災情指數，并利用災情指數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較少，且部分數據不完整，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，本文只從數理統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，以及將衛星遙感等現代探測技術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據，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。

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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