广东省沿海地区台风灾害风险评价_尚志海

表 １ 常见突变模型的势函数 类型 尖点突变 燕尾突变 势函数 分歧方程
２ ３ ， ａ＝－６ ｘ ｂ＝８ ｘ
归一公式
ｘ） ＝ ｆ（ ｘ） ＝ ｆ（
１ ４ １ ２ ｘ＋ ｘ ｘ＋ ａ ｂ ４ ２
ｘ ａ２ ， ｘ ｂ３ ａ＝ ｂ＝ ｘ ａ２ ， ｘ ｂ３ ， ｘ ｃ４ ａ＝ ｂ＝ ｃ＝ ｘ ａ２ ， ｘ ｂ３ ， ａ＝ ｂ＝ ｘ ｃ４ ， ｘ ｄ５ ｃ＝ ｄ＝
１ １ １ １ １ １ １
１
１
１ ５ １ ３ １ ２ ｘ＋ ａ ｃ ｘ＋ ｂ ｘ＋ ｘ ５ ３ ２
２ ３ ４ ， ， ａ＝－６ ｘ ｂ＝８ ｘ ｃ＝－３ ｘ
蝴蝶突变
１ ６ １ ４ １ ３ １ ２ ｘ＋ ｂ ｘ＋ ｂ ｘ ＋ｄ ｘ ｘ） ＝ ｘ ＋ ａ ｆ（ ６ ４ ３ ２
２ ３ ， ， ａ＝－１ ０ ０ ｘ ｂ＝２ ｘ ４ ５ ， ５ ｃ＝－１ ｘ ｄ＝４ ｘ
沿海地区 ２ ０ ａ社会经济指标 ．
２ 区域台风灾害风险评价理论
２． １ 评价方法 该理论利用动态系统的拓扑理论来构造自然现 突变理论是由法国数学家勒内 · 托姆于 １ ９ ７ ２ 年创立的 ， 象与社会活动中不连续变化现象的数学模型 ， 并以此描述和预测事物连续性中断的质变过程 ， 是目前唯一研
２ ， 受灾人口１ 直接经济损失 ４ 农田 ９ 全省 ３． ２万 ｈ ｍ ０ ０万 ， ８． ７ ８ 亿元 ． １ ９ ９ ３ 年有 ６ 个热带气旋在广东省登陆 ， ２ ２ ， 受 灾 人 口２ 直接经济损失高达２ 因热带气旋和洪涝灾害 造 成 受 灾 农 田 ２ 因 １ ４万 ｈ ｍ １ １万 ， ０ １． ３ ３ 亿 元． ８ ［］ ２ ， 广东省沿海地 受灾人口８． 直接经济损失５ 全省受灾农田５ ４ ０ ３ 号强热带风暴影响 ， ３万ｈ ｍ ９万， ８ 亿元 ９ ． ９ 区既是台风灾害的重要影响区域 ， 也是人口集聚 、 国民经济和社会发展的重要区 域 和 战 略 中 心 ， 且在全球气
候变暖和快速城市化的背景下 ， 沿海地区台风灾害风险不断加剧 ． 广东沿海地区包括 １ 自西向东分别是 ： 湛江 、 阳江 、 茂名 、 江门 、 珠海 、 中山 、 广州 、 东莞 、 深圳 、 ４ 个地级市 ， 惠州 、 汕尾 、 揭阳 、 汕头 、 潮州 ． 为便于分析和了解区域分布特点 ， 根据 《 广东省志 · 自然灾害志 》 将广东沿海台 — —阳 东； — —惠 东； — —饶 风登陆地区划分为 ３ 个岸 段 ： 粤 西 沿 海： 徐 闻— 珠 江 三 角 洲： 台 山— 粤 东 沿 海： 海 丰—
［ ［ １ ９］ １ ０］ １］ （ 本文台风灾害数据采用 《 和《 中国气象灾害大典 》 中 的 台 风 资 料， 平［ 广 东 卷） 广东省防灾减灾年鉴 》 ． ［ １ ２］ 中 的 经 济 资 料， 统计了广东省 以地级市为单元进行数据统计 ． 社会经济数 据 主 要 采 用 《 广东省统计年鉴》
收稿日期 ： ２ ０ １ ４－１ ０－２ ０ ） 基金项目 ： 湛江师范学院人才引进专项项目 （ Ｚ Ｌ １ ３ ０ ６ ． ， 作者简介 ： 尚志海 （ 男， 河北迁安人 ， 岭南师范学院地理系副教授 ， 博士 ， 从事环境灾害风险评价研究 ． １ ９ ７ ９—）
第３期
尚志海等 ： 广东省沿海地区台风灾害风险评价
３］ 在各种灾害风险研究中 ， 到风险管理决策中 ［ 台风灾害研究一直以来都受到国内外学者的关注 ． ．
台风灾害风险评价是对灾害风险的定量化表征 ， 目前最常见的评价方法包括风险要素类模型 、 风险情景
３］ ， 其中风险要素类模型的应用最多 ． 类模型 ［ 冯利华基于信息扩散理论对中国东南沿海地区的热带气旋进 行 ４］ ； 丁燕等从致灾因子强度和承灾体易损性两个角度构建了台风灾害的模糊风险评价模型 ， 了风险分析 ［ 并对 ５］ ６］ ； 张俊香等对广东省台风暴潮灾害社会经济系统脆弱性进行了分析 ［ 广东省的台风灾害风险进行了评价 ［ ．
（ ） 根据系统内状态变量和控制变量的内在作用机理 ， 将评价总指标进行多 层 次 矛 盾 分 组 ， 排列成倒立 １ 树状目标层次结构 ， 并对各级指标按重要程度进行排序 ； （ ） 将评价指标进行无量纲化处理 ， 消除量纲和量纲单位差异带来的评价指 标 的 不 可 公 度 性 ， 使各指标 ２ ］ 原始数值采用隶属度函数法转换为 ［ 之间的无量纲数值 ， 这个值称为突变级数 ； ０， １ （ ） 根据归一公式进行量化递归运算 ， 这是突变评价法的核心 ； 逐级向上归总的过程中 ， 必须考虑两个原 ３ “ 互补 ” 原则是 ， 若一个系统的各控制变量之间存在明显的相互关联作用 ， 则取 则， 即“ 互补 ” 与“ 非互补 ” 原则 ． “ 非互补 ” 各控制变量相应突变级数值的几何平均值作为系统的突变级数 ； 原则是 ， 若一个系统内各控制变量 之间不存在明显的相互关联作用 ， 应从各控制变量相应的突变级数值中选取最小值作为系统的突变级数 ． （ ） ） ） 重复 （ 步骤 ， 分别计算出不同评价系统的总突变隶属函数值 ， 从而据此进 行 不 同 系 统 间 的 综 ４ １ ３ ～（ 合评价 ． ２． ３ 评价指标 本文根据台风灾害风险定义 ， 结合区域台风灾害评价的需要 ， 并借鉴了国内外气象灾害风险评价指标体 系的研究 ， 将台风灾害风险评价指标分为 ３ 个二级指标 ． （ ） 危险性 １ 危险性是指在特定时间和区域内某种潜在灾害发生的可能性 ． 自然灾害的 危 险 性 评 价 是 风 险 评 价 的 基
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雨水充足 ． 总的来说 ， 广东省气候资源异常丰富 ， 但因季风气候的影响 、 热带气旋的入侵 ， 及地形 起 伏 等 ｍｍ， 作用 ， 广东省热量和降水量在时间和空间分配上不均匀 ， 气象灾害及其次生灾害连年不断 ， 成为灾季长 、 灾种 多、 灾情重的灾害大省 ， 台风 、 暴雨 、 洪涝 、 风暴潮等灾害发生极为频繁 ， 灾害造成的影响也相当严重 ． 广东省位于太平洋西岸 ， 濒临南海 ， 是西太平洋台风登陆中国的主要地 区 ， 每年的夏秋雨季都受到台风 台风灾害给广东省平均每年造成 的侵袭 ， 平均每年在广东省登陆的台风近 ４ 个 ， 约占登陆中国台风的 ４ ０％．
］ １ ３－１ ７ 在此理论基础上发 展 起 来 的 突 变 级 数 法 是 一 种 综 合 评 价 方 法 ， 直接处 究由渐变引起突变的系统理论 ［ ．

理不连续性而不联系任何特殊的内在机制 ， 不需计算指标权重 ， 只需综合考虑各 评 价 指 标 的 相 对 重 要 性 ， 即
１ ４， １ ７， １ ８］ 建立评价总指标 ， 这使它特别适用于对内部作用尚未知的系统的研究 ［ ．
ｘ 为系统的状态变量 ， ａ、 ｂ、 ｃ、 ｄ 表示该状态变量的控制变量 ． 注 ：
， 对于给定的势函数 ｆ（ 对其进行一阶求导数 ， 所有一阶 导 数 的 集 合 称 奇 点 集 ． 根 据 突 变 理 论， 所有满 ｘ） 得到突 由ｆ 消 去 ｘ， 足临界点的点组成平衡曲面 ． 对势函数求二阶导数 ， 即ｆ ｘ） ｘ） ｘ） ＝０， ＝０ 和 ｆ ＝０， ″（ ′（ ″（ ） 变系统的分歧点集方程 （ 表１ 分歧点集方 程 表 明 当 控 制 变 量 满 足 此 方 程 时 ， 系 统 就 会 发 生 突 变． 由分解形 ． ， ） 其实质上是一种多维模糊隶属函数 ． 式的分歧点集方程导出归一公式 （ 表１ 由归一公式将系统内不同质态
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岭南师范学院学报 （ 自然科学 ）
第３ ６卷
的诸控制变量化为同一质态 ， 即化为状态变量表示的质态 ． 运用归一公式 ， 可求出 表 征 系 统 状 态 待 征 的 系 统 总突变隶属函数值 ， 这是利用突变理论进行综合分析评判的基本运算公式 ． ２． ２ 评价步骤
］ １ ７－１ ９ ： 突变级数法的评价要点概括起来可以分为四步 ［
近来风险情景类模型受到了学者们关注 ， 相关的研究有 ： 牛海燕对台风风暴潮增水 — 溃堤 — 淹没情景的灾害
７］ ； 刘耀龙基于数理统计和情景模拟法 ， 对温州不同空间尺度的台风暴雨灾害风险进行了 评 风险进行了分析 ［ ８］ ２］ ； 殷杰基于指标体系和情景模拟对沿海地区台风风暴潮灾害风险进行了评价 ［ 价［ ．
（ ） 岭南师范学院 地理系 ， 广东 湛江 ５ 嘉应学院 地理科学与旅游学院 ， 广东 梅州 ５ １． ２ ４ ０ ４ ８； ２． １ ４ ０ １ ５ 在全球气候变暖和快速城市化的背景 下 ， 广 东 省 沿 海 地 区 台 风 灾 害 频 发， 且 灾 害 损 失 严 重， 因此开展 摘 要 ： 台风灾害风险研究具有重要意义 ． 根据自然灾害系统理论 ， 从台风灾害危险性 、 暴露性和易损性三个方面选取８个 结合 指标 ， 引入突变理论 ， 建立了灾害风险评价指标 体 系 ， 并利用１ ９ ９ １～２ ０ １ ０ 年共２ ０年 登 陆 广 东 省 的 台 风 资 料， 社会经济条件 ， 运用突变模型中的尖点突变和燕尾突 变 两 种 模 式 对 广 东 省 沿 海 地 区 １ ４个城市进行了灾害风险评 台风灾害风险最大的城市是湛江市 ， 最小的是东莞市 ； 沿海地 区 三 个 岸 段 风 险 从 大 到 小 依 次 为 ： 价． 评价结果表明 ， 粤西沿海 、 粤东沿海 、 珠江三角洲 ． 关键词 ： 台风灾害 ； 风险评价 ； 广东省 ； 沿海地区 ； 突变理论 （ ） 中图分类号 ： ４ ３ 文献标志码 ： ０ ０ ６－４ ７ ０ ２ ２ ０ １ ５ ０ ３－０ １ ３ ６－０ ７ Ａ 文章编号 ： １ Ｘ
突变模型的研究对象是系统势函数 ． 系统势函数的状态变量和控制变量是矛盾的两个方面 ． 势函数是描 述系统的控制变量与状态变量之间的相对关系 、 相对位置的函数 ． 突变模型一共 有 ７ 个 ， 最常用的突变模型
［ １ ７］ ， 详见表 １． 有尖点突变 、 燕尾突变及蝴蝶突变 （ 皆为一个状态变量 ）
［］ 约６ 有些年份直接经济损失可达 １ 热带 气 旋 给 广 东 省 ０ 亿元的损失 ， ０ ０～２ ０ ０ 亿元 ９ ． ２ ０ 世纪 ９ ０ 年代以来 ，