氣象災害調查與風險評估

王國復

引言

中國是世界上受自然災害影響最為嚴重的國家之一，災害種類多，分布地域廣，發生頻率高，造成損失重。同時我國也是全球變化的敏感區和脆弱區之一。在全球氣候變化背景下，隨著中國國民經濟快速發展，氣象災害的損失和影響趨多趨重。氣象災害不僅對基礎設施造成嚴重破壞，而且對人民群眾的生命財產安全構成極大威脅，已經成為經濟社會可持續發展的重要制約因素。在全球尺度上，中國氣象災害導致的直接經濟損失不僅遠遠超過世界平均水平，也超過美國等受自然災害嚴重影響的國家（圖1）。

中華人民共和國成立以來，國家在防災減災救災等領域取得了一系列顯著成效。然而，中國的自然災害防治能力總體上仍然比較薄弱，提高自然災害防治能力仍是頭等大事。2018 年，習近平總書記在中央財經委員會第三次會議上指出：“加強自然災害防治關系國計民生，要建立高效科學的自然災害防治體系，提高全社會自然災害防治能力，為保護人民群眾生命財產安全和國家安全提供有力保障。”第一次自然災害綜合風險普查就是全面提高國家自然災害防治能力的重要基礎性工作之一。

作為自然災害綜合風險普查的重要組成部分，氣象災害綜合風險普查是國情國力調查的重要內容，是提升氣象防災減災能力的基礎性工作。通過普查工作，將摸清氣象災害風險隱患底數，全面客觀認識全國氣象災害風險水平，有助于提升氣象災害風險預報預警和管理能力，為地方政府及各部門有效開展氣象災害防治工作提供科學決策依據。

圖1 洪水導致江西省永修縣部分道路中斷

目標與任務

（一）目 標

一是通過組織實施全國主要氣象災害危險性調查與評估，全面獲取1951—2020 年我國縣域尺度的臺風、暴雨、干旱、高溫、低溫、風雹、雪災、雷電等氣象災害的致災因子、孕災環境和特定承災體致災閾值信息，客觀認識和評價全國及重點區域主要氣象災害的危險性水平，建立主要氣象災害國家級、省級、地級、縣級的危險性基礎數據庫，為國家和地方各級政府有效開展自然災害防治和應急管理工作，切實保障社會經濟可持續發展，提供權威的氣象災害危險性信息和風險等級水平。

二是針對臺風、干旱、暴雨、高溫、低溫、風雹、雪災和雷電災害，研發人口、經濟產值、農作物、房屋建筑、公路交通等主要承災體對各類氣象災害的脆弱性評估模型，開展上述主要氣象災害以及綜合氣象災害的風險評估和風險區劃，掌握國家四級行政區域（國家、省、市、縣）和重點區域主要承災體遭受各類氣象災害風險水平，為各級開展氣象災害風險預警服務提供支撐。

（二）任 務

氣象災害致災危險性調查與評估：一是基于客觀化氣象災害監測識別技術方法及現有成果轉化，對臺風、暴雨、干旱、高溫、低溫、風雹、雪災、雷電等氣象災害事件的致災因子和和影響進行調查，基此建立8 類氣象災害事件庫；二是在危險性調查的基礎上，對8 類氣象災害的發生頻次、強度、影響面積、持續時間進行統計分析與危險性評估；三是開發災害危險性評估產品與制圖。

調查的時間范圍：1951—2020 年；空間范圍及密度：全國范圍及重點區域，縣域尺度。

氣象災害風險評估與區劃：完成國家四級行政區域（國家、省、市、縣）和重點區域的臺風、干旱、暴雨、高溫、低溫、風雹、雪災和雷電八種氣象災害以及由八種災害共同構成的綜合氣象災害風險評估和區劃工作，并以圖件形式展示不同空間尺度（國家尺度1:100 萬、省級尺度1:25 萬、市級尺度1:10 萬和縣級尺度1:5 萬）各類氣象災害的風險水平，編制綜合氣象災害風險地圖。風險評估與區劃的時空范圍同災害調查的范圍。

實施原則與組織分工

（一）實施原則

政府主導，地方負責。各省級人民政府是落實本地區氣象災害綜合風險普查工作的責任主體，負責本地區普查工作的組織實施，協調解決重大事項，市縣兩級政府按照實施方案要求做好普查相關工作。省、市、縣三級氣象部門在當地政府的統一組織下開展氣象災害風險普查工作，中國氣象局負責指導地方開展氣象災害風險普查工作。

突出重點，分類施策。此次普查氣象部門重點任務是以縣級行政區為基本單元，開展全國氣象災害致災因子調查和評估，開展氣象災害風險評估和區劃。承災體調查和評估、重點隱患調查與評估、歷史災害調查和評估由其他相關部門承擔，氣象部門通過信息共享方式獲取相關信息并開展應用。

統一設計，規范實施。強化頂層設計，明確普查工作任務和要求，統一普查技術標準規范，統一系統平臺，集中開展培訓，確保全國各地按照統一的要求、統一的技術標準開展普查工作。集國省兩級優秀專家成立“1+8+1”技術組，承擔技術規范編制和對下技術指導。

試點先行，分步實施。先期啟動全國122 個試點縣的普查工作，在形成第一批普查成果之后（圖2、圖3），2021—2022 年全面開展普查工作，完成普查任務。

統籌集約，避免重復。本次普查要充分利用各地已開展的氣象災害風險普查的成果，統籌做好相關信息和數據的補充、更新和新增調查，避免不必要的重復普查。要充分利用山洪地質災害氣象風險普查的成果，強化與氣象信息化工作的對接融合。

結果導向，強化應用。堅持邊普查、邊應用、邊發揮效益的原則，充分應用普查成果提高氣象災害風險預警服務能力。

（二）組織分工

根據工作內容和性質，氣象災害綜合風險普查分四級（國家級、省級、市級和縣級）實施。主要分工如下：

國家級：負責制訂《全國氣象災害綜合風險普查實施方案》；負責氣象災害風險普查技術規范、培訓教材編制和技術培訓；負責指導地方開展氣象災害風險普查工作，協助指導歷史災害與行業減災資源（能力）調查；負責承擔全國尺度氣象災害風險評估、風險區劃工作；加工整理歷史氣象災害調查評價成果數據；建設氣象災害調查數據采集、數據成果審核匯總、風險評估等軟件系統，審核匯集省級成果數據，按要求統一匯交全國氣象災害普查成果。

省級：編制本地區氣象災害風險普查實施方案；組織開展本地區普查宣傳和培訓工作；組織開展本地區普查數據收集、整理、審核、分析，為市縣兩級提供全省氣象災害致災因子數據；負責省、市、縣三級氣象災害風險評估和區劃研制工作；負責本地區普查數據成果審核匯集，形成省級氣象災害風險普查成果。

圖2 普查試點成果之一 [ 山東日照嵐山區暴雨災害風險區劃（等級）]

圖3 普查試點成果之二（山東日照嵐山區干旱危險性分布）

表1 臺風致災因子等級區間

市級：負責承擔不設氣象機構的縣（區）的氣象災害風險普查工作；負責指導本地區所屬市、縣開展氣象災害風險普查工作；負責本地區普查數據成果審核匯集，形成市級氣象災害風險普查成果。

縣級：根據省級提供的氣象災害致災因子數據，負責本地區氣象災害致災因子（氣象數據）的審核、補充、上報、匯交。通過整理歷史災情資料、檔案查閱、現場勘查（調查）、與其他部門共享普查信息等方式獲取本地區歷史氣象災害信息，開展歷史氣象災害信息的校對、補充和上報。加強與本級政府和相關部門的溝通，獲取承災體信息并上報。

災害調查與風險評估技術路線

氣象災害調查與風險評估的工作內容包括8 類災害（臺風、干旱、暴雨、高溫、低溫、風雹、雪災和雷電等）歷史事件調查、致災危險性調查與評估、基于承災體的風險評估、風險區劃（分級）與成果匯交等。下面以臺風災害為例，闡述這次普查的技術路線。

（一）歷史災害事件識別與調查

搜集和整理歷史上臺風影響事件，采用客觀分離方法獲取每次臺風過程中，受臺風影響的臺站日降水量及日最大風速，統計臺風影響過程中各站最大日最大風速（MW）、過程累積雨量（AP）、過程最大日降水量（MP），作為臺風災害風險評估的致災因子指標。開展臺風引起的風雨致災因子評估起點調查，即剔除掉影響致災危險性評估結果的非致災臺風樣本。主要技術方法是基于縣級臺風災情資料，提取出具有直接經濟損失記錄的樣本，根據臺風事件調查結果，找到各縣在相應臺風影響過程中的致災因子。由此形成的樣本即為縣級樣本，基于這些樣本值的分布特征，評估獲取風雨因子評估起點。

（二）致災危險性評估

1.分析臺風引起的風雨致災因子相關權重系數

需確定的權重系數包括風、雨因子間權重系數以及風雨各等級區間的權重系數。采用縣級樣本以及評估起點，統計基于致災程度的風雨因子權重系數。

2.統計風雨不同等級區間累積概率

根據有關業務經驗，對MW、AP、MP 進行等級區間劃分（表1），采用信息擴散技術統計表1 等級區間各致災因子出現的累積概率。

3.致災危險性評估

根據統計單元內歷史上受臺風影響過程中的MW、AP和MP 因子，計算該單元臺風致災因子危險性。

根據危險性指標值分布特征，將危險性分為四個等級（表2），繪制臺風風雨危險性分布圖，其中等級1 和4 的閾值可根據實際數據分布特征進行適當調整。

表2 臺風風雨因子致災危險性等級劃分標準＊

4.風險評估

災害風險評估需在致災危險性基礎上，考慮承災體暴露度及脆弱性。承災體類型主要包括人口、國民經濟、農業（小麥、玉米、水稻）、房屋建筑、公路交通，各承災體暴露度和脆弱性指標信息如表3 所示，有關內容可視資料完備情況做調整。

對非比重類因子進行無量綱化處理，得到相應承災體的暴露度和脆弱性指標。

統計脆弱性因子指標時，在臺風災情等資料較為完善的前提下可考慮脆弱性因子權重。統計區域為全國時，針對不同承災體，不同省份分別擁有一個脆弱性因子權重，以省為單元統計受災率，針對同一受災率進行歸一化處理（各省值除以省間最大值），其中：

表3 主要承災體暴露度和脆弱性因子

人口受災率：年受災人數/行政區人口數（近10 年平均，分母可取近5 年某一年值，下同）；直接經濟損失率：年直接經濟損失/行政區GDP；農作物受災率：年受災面積/行政區面積；房屋倒塌率：年倒塌房屋數/行政區建筑面積（或間數）；公路損毀率：年公路損毀數/公路里程數。

統計區域為省級時，針對不同承災體，不同地級市分別擁有一個脆弱性因子權重，以地級市為單元統計受災率。

最終，針對不同承災體，統計單元內的承災體指標（B）計算公式為：

其中，E 為暴露度，V 為脆弱性，W 為脆弱性權重。

基于統計單元內致災因子危險性指標（H）、承災體指標（B），統計針對各承災體的風險指標（R），計算公式如下：

針對不同承災體，根據風險指標值分布特征，將風險分為高、較高、中、較低、低五個等級，如表4 所示，繪制風險分布圖，其中高、低風險等級的閾值可根據實際數據分布特征進行適當調整。

表4 臺風災害風險等級劃分標準＊

5.風險區劃（分區）

根據各承災體統計單元內的風險值，綜合考慮地形地貌、區域性特征等，對臺風災害風險進行分區。

在上述技術路線實施過程中，省級以下調查單位可以根據區域災害發生的特點、業務需求，以及資料收集情況，參考本技術方案，對致災因子、權重設定和等級劃分方法進行細化處理，開展相關風險評估工作。

關鍵點與難點

氣象災害綜合風險普查是一項技術創新過程。

通過綜合風險普查，要摸清全國自然災害風險隱患底數，查明重點地區抗災能力，客觀認識全國和各地區災害特征、災害綜合風險水平，承災體脆弱性水平，科學預判今后一段時期災害風險變化趨勢和特點，形成全國自然災害防治區劃和防治建議，以及研制分級的災害事件數據庫，多尺度風險識別、風險評估、風險區劃等產品，都需要建立并掌握一套適用的創新技術體系。

在這次綜合風險普查技術實施方案中，要實現兩個轉變：一是要實現從“極端天氣氣候事件”到“災害事件”的轉變；二是要實現向客觀定量化識別評估災害事件的轉變。為此，這次綜合風險普查首要任務是研制一套“氣象災害致災危險性調查與風險評估”技術規范，用于具體指導普查工作。同時，通過技術規范的實施及不斷改進，才能摸清氣象災害隱患底數，客觀化評估全國和各地區氣象災害風險水平。

發展展望

氣象災害綜合風險普查的總體要求是摸清氣象災害風險底數，客觀認識全國和各地區災害綜合風險水平，這與全國氣象災害風險管理業務體系建設的目標是一致的，其開展的相關技術工作也與氣象災害風險管理業務建設內容是一致的。

綜合風險普查過程，也是災害風險評估技術不斷形成、不斷發展的過程。在建設過程中，更需要凝練科技問題，建立氣象災害風險管理業務技術團隊，發展災害風險管理業務制度，建設業務平臺，不斷發展完善氣象災害風險管理科技體系。