农业气象灾害风险评估研究进展与展望

农业气象灾害风险研究既是灾害学和农业气象学领域中研究的热点, 又是当前政府相关管理部门和农业生产部门亟需的应用性较强的课题。农业气象灾害风险评估的理论和方法进展很快, 但尚没有文献对相关研究做出较为系统的论述。为全面了解农业气象灾害风险评估的研究现状, 在综合分析近30年来相关文献的基础上, 对农业气象灾害风险评估方面所取得的研究成果进行了总结和评述, 指出了当前研究的一些不足, 并对今后农业气象灾害风险评估研究的趋势进行了展望。首先对农业气象灾害风险评估研究的历史进行了回顾;重点阐述了农业气象灾害风险评估的主要内容, 包括致灾因子的危险性评估, 承灾体脆弱或易损性评估, 灾情期望损失评估和灾害风险综合评估;归纳出农业气象灾害风险评估研究中采用的3类主要方法——基于指标的综合评估方法、基于数据的概率评估方法以及基于情景模拟的评估方法;最后对农业气象灾害风险评估目前存在的问题和未来可能的研究方向进行了探讨。     

基于RS和GIS天津市津南区气象灾害风险区划研究

利用2014年7月Landsat 8数据,基于RS和GIS技术对天津市津南区气象灾害进行了风险区划。结果表明:基于RS技术提取的天津市津南区高精度土地利用分类,为气象灾害评价提供了重要的基础数据;运用GIS技术将2004—2014年天津市津南区的气象观测数据、地理环境和历史灾情等基础数据整合,采用层次分析法、风险指数法及综合加权法等方法建立了二级评价指标体系,分别从致灾因子、孕灾环境、承载体脆弱性和灾害防御措施4个一级指标展开,建立了津南区各种气象灾害的风险评估模型,绘制了天津市津南区气象灾害综合风险区划图。天津市津南区气象灾害高风险区主要集中分布在人口密度大、工业产业密集及灾害防御能力薄弱的区域,如城区和大片农业种植区;而人口少和经济密度低的区域对各种气象灾害反应不敏感,属于气象灾害低风险区。     

气象灾害风险因素分析与风险评估思路

加强对气象灾害风险评估的研究,系统地分析气象灾害风险因素,是制定防灾减灾对策的需要。通过从致灾因子、孕灾环境和承灾体的易损性三方面进行分析,得到了3类10多种有代表性的气象灾害风险因素。由于不同类型的气象灾害有着不同的孕灾环境,因此不同类型气象灾害的风险因素不完全相同,由此提出了风险评估的思路和分析重点。     

福建省主要农业气象灾害风险研究

灾害风险评估是灾害预防的重要工具,本文基于区域灾害系统论的观点,试图对福建省主要气象灾害风险进行比较全面地研究。首先根据信息扩散方法,构建了福建农业气象灾害灾损风险评估模型,计算给出了福建省主要气象灾害相对于不同灾损程度的风险分布的信息。然后通过灾害加权熵的计算,对福建省主要气象灾害的总体风险水平进行定量比较,结果表明,在福建省主要的农业气象灾害当中,干旱和洪涝灾害的风险值高,而风雹和冻害的风险值较低;干旱略高于洪涝,低温冻害的风险水平最低。     

近10年来中国主要农业气象灾害监测预警与评估技术研究进展

频繁发生的农业气象灾害制约着我国农业生产的快速、健康发展。农业气象灾害一直是广大气象科技工作者开展的主要研究课题之一。在国家科技攻关等计划的支持下,近10年来农业气象灾害研究取得了许多成果。完善农业气象灾害监测业务和预报服务,构建农业气象灾害风险评估、防御体系是农业气象灾害研究的重点。基于3S技术和地面监测相结合,构建了农业气象灾害动态监测系统,从宏观和微观角度来全面监测农业气象灾害的发生发展;建立和完善了卫星遥感监测系统,开展干旱、洪涝、冷害等灾害的动态监测,逐步建立集3S于一体的高空时空分辨率的灾害监测预警系统。农业气象灾害预警研究主要包括:数理统计预报方法进一步发展,农业气象模式与气候模式结合的初步尝试,GIS和网络等高技术在农业气象灾害预警中的应用,省级农业气象灾害预测系统的研制。我国农业气象灾害风险(影响)评估的研究,大致可以2001年为界分为二个阶段。第一阶段,以灾害风险分析技术方法探索研究为主的起步阶段,第二阶段,以灾害影响平度的风险化、数量化技术方法为主的研究发展阶段,构建灾害风险分析、跟踪评估、灾后评估、应变对策的技术体系;具体研究包括农业气象灾害风险分析、风险评估、风险区划和基于遥感监测信息的农业干旱评估。近年来我国农业气象灾害防御研究主要是将高效利用农业气候资源的主动防御技术和开发防灾制剂的被动防御技术相结合,在防御农业干旱和低温冷害方面取得了良好效果。     

雷电灾害风险区划方法研究及其在安徽省的应用

本文根据自然灾害系统理论和自然灾害风险评估理论,利用气象资料、地理信息数据、社会经济数据以及雷电灾情等数据,采用统计方法、灾情解析、专家打分等方法,从致灾因子、孕灾环境、承灾体方面,研究雷电灾害风险评估及区划方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,形成了较完整的雷电灾害风险评估及区划技术方法体系,具有很好的应用推广价值。对安徽省雷电灾害风险区划表明:高风险区主要位于经济水平较高的城市以及皖南山区高海拔地区,而低风险区主要位于淮北地区,与灾情验证情况吻合。     

基于场景的气象灾害风险研判系统建设

基于灾害影响分析的业务路线,建立智能化广东省气象灾害风险研判系统,通过构建台风、暴雨等灾害天气场景概念模型,对决策辅助系统原有的气象数据和下垫面承灾体进行重新整合分析,引入新的部门数据,继承并发展了相关专业模型产品,并应用到海上航行安全等场景。基于模块化可配置原则,系统后台还可以自定义配置场景数据及各类致灾临界阈值,实现任意点任意要素预警提醒,系统为基层防灾减灾提供高效研判支撑。     

海南省暴雨洪涝灾害风险评价及区划研究

选取暴雨洪涝灾害较为严重的海南省为研究区,在对孕灾环境敏感性、致灾因子危险性、承灾体易损性、防灾减灾能力等因子进行定量分析评价的基础上,根据风险度指数的大小,反映暴雨洪涝灾害风险分布的地区差异性,对研究区暴雨洪涝灾害风险进行区划,结果分为5个等级。将灾情数据的空间分布与相应的灾害风险区划结果进行对比分析及结果验证,并提出相应的灾害防御措施。     

基于GIS图层叠置法的精细化雷电灾害易损度区划模型

本文从雷电致灾因子、孕灾环境和承灾体方面研究雷电灾害风险评估及区划方法,根据自然灾害系统理论和自然灾害风险评估理论,以福建省三明市为例,利用气象探测资料、地理信息数据、社会经济发展规模、人口密度、土地利用现状以及雷电灾情等数据,采用统计方法、灾情解析、调查问卷确定权重等方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,利用GIS技术将易损性构成要素进行图层叠置,在GIS平台上将所有数据落实到1km×1km的格栅上进行处理,各地的雷电灾害易损性便以1km×1km的单元进行计算量化,最终得到精细化的雷电灾害易损性风险区划图,完成基于GIS图层叠置法的精细化雷电灾害易损度区划模型研究,形成较科学的雷电灾害风险评估及区划技术方法体系,具有很好的应用推广价值,为发展智慧气象,提升防雷减灾公共服务能力提供科学参考,对开展雷电监测、预警、预报以及防雷减灾研究都具有重要意义。     

GIS MCE技术在农业气象灾害风险评价中的应用

气象灾害风险评价涉及多源、多维、多尺度空间数据与社会经济统计数据,对应用GIS结合MCE技术进行农业气象灾害风险评价进行了研究。利用特尔菲专家测定法建立评价准则,利用空间划分技术建立评价单元,利用属性值空间化技术实现对气象灾害影响因素空间分布特征进行描述,以空间叠置计算获得多准则条件下空间单元决策目标分值,从而实现区域气象灾害风险区划。研究表明,GIS结合MCE技术能够较好地整合与气象灾害风险评价相关的各类空间数据和社会统计数据,实现气象灾害风险的定量化评价。以冰雪灾害致灾因子评价为例,证明以上技术方法具有可行性。     

基于GIS 的承德市冰雹灾害风险区划

为了有针对性地防御冰雹灾害,应用承德市精细到乡镇的降雹频次、历史灾情、DEM数据、土地和人口密度等资料,从致灾因子、承灾体、孕灾环境、防灾减灾能力四个方面构建冰雹灾害风险评价模型。运用综合加权分析法和层次分析法计算各指标的权重,通过GIS空间分析技术实现对各评价指标栅格化,制作以栅格为基本评价单元的承德市冰雹灾害风险区划图。结果表明:承德市西北部的丰宁县冰雹灾害风险最高;中北部的围场县、隆化县、平泉县大部、滦平县北部风险较高;承德市南部的兴隆县、宽城县冰雹灾害风险较低。     

广西甘蔗秋旱灾害风险评估技术初步研究

为增强对广西甘蔗秋旱灾害的风险评估和应急管理能力,利用气象、植被、基础地理信息和社会经济数据,根据风险三角形理念,从广西甘蔗秋旱灾害的危险度、受灾可能性和承灾体脆弱度3个方面,选择因子构建甘蔗秋旱灾害风险评估的指标体系,采用层次分析法构造判断矩阵以确定各指标和因子的权重,构建评估模型,并计算广西甘蔗秋旱灾害风险指数,再基于GIS绘制广西甘蔗秋旱灾害风险区划,结果显示:高风险区和较高风险区主要分布在来宾和崇左等市的局部地区,低风险区主要分布在桂东南地区。利用灾情数据进行验证表明:广西甘蔗秋旱灾害风险分布与甘蔗灾情损失空间分布情况基本一致。     

气象灾害风险评估业务发展研究

根据气象灾害特点,对灾害风险评估的概念进行了再认识,分析比较了气象灾害与其他自然灾害(地震、地质灾害)风险评估的不同特点,气象灾害由于可预报性,其风险评估的应用范围更广、业务化能力相对更强;继而以浙江省为例,分析了防灾减灾以及主要行业的需求,以需求为牵引,分析了气象灾害风险评估的业务分类,提出了适应气象监测预报能力的五种风险评估服务产品。针对服务产品类型、空间精度、评估精度等开展了需求调查分析,结果表明:五种风险评估产品都有需求,其中实时综合类风险评估产品需求最大,灾后评估产品需求最小;空间尺度以县(市、区)和乡镇(街道)为单位的需求最大,其次以格点为单位;目前半定量化的"等级"评估精度基本满足服务需求,尚不具有一定精度的定量风险评估需求并不大。最后根据发展目标,架构了气象灾害风险评估的科学研究框架,提出了主要研究内容,初步分析了关键技术及解决方案。     

基于GIS的南宁市暴雨洪涝灾害风险评估与区划

用南宁市气象数据、自然地理数据和社会经济数据,组成自然致灾因子易发性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减灾能力4个指标,借助GIS的空间分析和叠加分析功能,构建南宁市暴雨洪涝灾害风险评估指标体系,得出南宁市1000m×1000 m为单元的暴雨洪涝灾害综合风险区划图.结果表明,南宁市范围内发生洪涝灾害风险最高的处于宾阳,其中危险性最高的地区处于宾阳县的东部和北部,脆弱性最高的地区则处于宾阳县的中部和横县的东南部地区.该风险区划结果基本反映了南宁市暴雨灾害的潜在风险.暴雨洪涝灾害防御的重点区域应放在风险较高的区域.     

新兴县气象灾害的风险分析与区划

基于气象、灾情和经济社会资料,结合GIS方法对新兴气象灾害风险进行区划,在分析新兴县台风、暴雨洪涝、干旱、高温、寒害等5种气象灾害孕灾环境敏感性、致灾因子危险性、承灾体易损性、防灾减灾能力的基础上,应用加权综合法得到各评价单元(乡镇)的综合气象风险度指数,借助GIS技术,对新兴县气象灾害风险进行了区域性划分。结果表明:致灾因子危险性最大值分布在新城镇,大江镇的孕灾环境暴露性最大,承灾体脆弱性最高值分布在河头镇,防灾减灾能力最高值主要分布在新城镇和簕竹镇,综合考虑各因子,新城镇发生气象灾害的风险最高,车岗镇、水台镇、六祖镇、太平镇、稔村镇、天堂镇、东成镇、簕竹镇次之,河头镇、大江镇、里洞镇发生气象灾害的风险相对较低。     

阶段性动态风险评估方法在暴雨灾害风险评估中的应用

灾害动态风险评估是对风险评估方法的一次改进,通过对灾害过程的不同阶段分别开展风险分析,将气象灾害的风险分析从气候特征评价向天气过程评价转化,以更好地应用于动态风险预警。以杭州暴雨灾害为例,将灾害性天气风险评估过程划分为灾前预评估、灾中实时评估、灾后调查评估3个阶段,利用灰色关联模型界定杭州暴雨致灾因子的评价指标,同时基于模糊综合评价方法构建灾害风险评估模型,进而形成一整套阶段性动态风险评估流程。最后,结合1509号台风暴雨过程进行实例分析,并分别给出3个阶段的评估检验结果。结果显示灾后评估结果与灾中评估的一致性高达76.0%,而与灾前预评估的一致性仅为49.0%,说明灾中评估的开展可以有效修正预评估结果。随着动态风险评估流程模型的业务化运行,将会实现针对整个灾害过程的滚动加密评估,从而进一步提升风险评估结果的可靠性。     

大型危险化工项目雷电灾害风险区域评估

采用宏观与微观相结合的方法,对大型危险化工项目雷电灾害风险评估进行探索。以中煤榆林甲醇醋酸系列深加工及综合利用项目一期I工程为例,根据雷闪次数、地理环境、建筑物的特性及雷电灾害防护能力和需求、人员密集情况、雷电灾害影响程度等因素将其划分为17个区域进行分析,分别计算各区域气象指标、地理环境指标、承灾体的风险指标等数据,得出17个区域雷电灾害风险等级。     

辽宁暴雨诱发山洪灾害风险区划研究

基于自然灾害风险评估理论,利用2005—2019年辽宁省1639个自动站逐时降水观测资料、2017年辽宁省30 m分辨率的基础地理信息和山洪沟资料以及风险普查数据,对辽宁暴雨诱发山洪灾害风险区划进行研究,并将风险区划结果与历史山洪灾情进行对比分析。结果表明：通过山洪灾害与降水相关性统计发现,6 h暴雨作为辽宁省山洪致灾因子更为合适,因此构建了6 h综合利用分级暴雨强度及暴雨频次精细评估暴雨致灾危险性;山洪沟沟口高程、沟床比降及河网密度等资料可有效评估山洪孕灾环境敏感性;人口密度、耕地比例两个风险暴露度指标以及灾损敏感系数可大体评估承灾体的易损性;与历史山洪灾害空间和频率分布对比,山洪灾害的高发区与在本次风险区划高风险区基本吻合;精确到每个山洪沟风险区划的结果,提高了山洪灾害的风险区划精度,为辽宁暴雨诱发山洪灾害精准防御提供参考。     

四川烤烟主产区冰雹灾害风险评估

以四川烤烟主产区冰雹灾害为研究对象,将烤烟气候适应性特征和自然灾害系统论相结合,利用冰雹频率、DEM高程数据、下垫面类型以及农业经济数据等资料,构建冰雹灾害风险评估指标体系,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和抗灾能力4个方面进行分析,最终建立四川烤烟主产区冰雹灾害精细化风险评估模型并计算风险分布指数,借此将攀西烟区划分为由高至低的5个风险区域和1个不适宜种植区。结果表明,安宁河源头河谷地区、雅砻江下游流域以及攀西地区南部的河谷低山区和丘陵区冰雹灾害风险处于较高水平。评估结果为区域烤烟种植结构调整及冰雹灾害防御工作提供了科学指导。     

宁波舟山港气象灾害风险及服务效益评估

近年来海洋经济和港口快速发展,港口吞吐量不断增长,气象灾害对港口的安全生产和经济效益影响日益显著。对港口气象风险及气象服务效益的评估不仅能促进公众对气象事业的认知,也是各部门制定相关工作规划的重要参考。采用国际减灾战略风险评估模型,基于1974—2019年气象数据和2013—2019年港口险情事故数据,讨论浙江省宁波市舟山港不同重现期下的灾害危险性、承载体脆弱性、自然灾害风险指数。采用对比分析法构建服务效益评估模型,基于致灾因子综合强度指数、港口管制数据、码头计划兑现率数据、气象监测数据,对模型进行量化。评估结果表明,2016年、2019年港口自然灾害风险偏高。2017年以来,气象服务通过提高作业效率、增加作业时间,为港口产生上亿元的服务效益。提出的评估技术已在宁波业务应用,对类似港口有一定借鉴。