日本大地震影响的定量评估论文

题 目摘要2011年3月11号日本发生了里氏9.0级地震，并且引发了海啸和核泄露，对日本本国带来了巨大的灾难，日本作为世界第三经济大国，同时也对世界的经济造成了巨大影响。

本文对此次的地震所造成的影响进行了定量分析，预测和评估。

我们从日本的汽车制造业、渔业和旅游业三个角度进行了定量的分析。

根据在网上查到的相关数据，对汽车制造业我们运用了Matlab 进行单纯的曲线拟合，其拟合出的震后方程为：3.7910^6sin(0.28480.2079) 2.98610^6sin(0.322223.689)1.02910^5sin(2.588* 1.425)4.47910^4sin(1.68 3.426)y x x x x =⨯⨯-+⨯++⨯⨯-+⨯⨯- 其拟合出的震前公式为54444447.85710 4.710cos(0.668)8844sin(0.668) 2.60510cos(20.668)2.1110sin(20.668) 4.82310cos(30.668)186.3sin(30.668)7.92510cos(40.668) 2.79810sin(40.668)y x x x x x x x x =⨯-⨯--⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯-⨯-⨯⨯-⨯⨯求出2011年3月份的预测值，并计算出其影响率为：55.6254%。

然后对于渔业我们运用灰色(1,1)GM 模型进行预测，求出估计值，并计算出其影响率为：38.37%。

对旅游业我们用本底趋势模型进行预测，方程为：()35.43226 6.16706315.645120.97069 1.504344t y t Sin t =+-⨯+预测出再不发生地震的情况下到日本旅游的人数，用实际值与预测值的差值除以预测值得到影响率为：55.8%。

在此基础上，整体运用层次分析法进行分析，分别求出汽车制造业、渔业、旅游业的权重即为地震对其的影响值因子为：0.174137、0.103328和 0.722535。

关键词：灰色 模型 本底趋势模型 最小二乘法一、问题重述1.1背景分析北京时间3月11日13时46分，日本发生里氏9.0级地震，震中位于宫城县以东的太平洋海域。

震源深度20公里，并引发10米高的海啸。

这次地震是日本发生史上最强地震，除了大量死伤，地震和海啸对苦苦挣扎试图摆脱“失去的十年”经济衰退期的日本来说，影响可能更为深远。

虽然现在还很难得出具体的数据，但不管是死亡人数还是经济损失，都将是令人难以直面的巨大数字。

[2]1.2问题重述日本作为世界第三大经济体，这次的地震灾害势必会对亚太地区乃至全球经济带来一定影响。

从供需两方面来看，这次灾害对日本经济以及全球经济复苏的阻碍因素和拉动因素并存。

日本地震和随之而来的海啸对商品期货以及货币市场造成了极大的即时打击，更多更广泛的影响力还将继续渗透至美国和全球经济中。

强震之后的日本确实对全球的经济、政治以及各个方面都造成了一定的影响，从经济角度来看有这么几个方面：第一，对实体经济的影响；第二，对与日本有贸易关系的其他国家的影响；第三，从虚拟经济这部分来看，对世界经济有比较明显的影响，这种影响并不是恒定不变的。

[3] 从另一个角度来看，灾害之后的日本将专注于重建工作，这将涉及数以百亿美元的私人和政府资金，虽然这样说有些冷血，但是这将会带来一定程度的刺激，并激励经济复苏。

并且重建涉及的行业必然会包括建筑和能源，而这两个产业也是在地震中受灾最为严重的行业。

这些行业的复苏很有可能带动产业发展，使日本的经济得以快速复苏，并再创新高。

[4]请你们选择感兴趣的某个侧面，建立数学模型，利用互联网数据，定量评估2011年日本大地震对日本社会、经济等的影响以及对世界的影响。

二、问题分析2.1初步分析此次历史性的地震不仅是一场巨大的人道主义灾难，而且对于试图摆脱“失去的十年”经济衰退期的日本来说，影响可能更加深远。

对于产生的影响方面，通过对网上的公开报道的研究，我们发现，由于地震和海啸，造成了大量的人员伤亡、多个城镇和小区被摧毁，更触发了目前全球密切关注的核危机。

这对日本和全球产生了不同时期、不同程度和不同领域的影响。

大体可分为短期影响和长期影响。

对于日本来说，短期影响较为严重，地震产生的长期影响，经过政府的政策干预和国外的资金和物资援助，能够大幅度的削弱。

而对于全球的来说，短期所产生的影响几乎是微乎其微的，可是由于日本产业链的断层以及某些产业的产量下降而导致长期的影响却是比较严重的。

所以我们暂且将研究的方向定为短期影响和长期影响。

对于经济这方面，地震对日本的产业造成的影响颇大，日本处于产业链的高端，日本制造业的核心零部件又基本在其国内生产。

而一些大型日本公司的全线停产会破坏日本的产业结构，使得日本的整体经济产生一定的损失。

在产业方面，国内外通常将其划分为第一产业、第二产业和第三产业，因为第一、二、三产业的划分，反映了社会分工和经济活动发展的不同阶段，体现了人类经济活动的历史顺序，在一定意义上反映了现代社会经济中社会化生产的发展规律。

同样，此次地震也对日本的这三部分产业造成了巨大的影响。

通过对日本的产业结构分析，我们发现日本的渔业、汽车制造业和旅游业在第一、第二和第三产业中占有举足轻重的地位，并且这三个产业在地震中所受到的损害也是最重的。

所以我们初步决定通过对这三个产业的进行研究分析，然后定量评估地震对日本和全世界的经济、社会所造成的影响。

2.2研究方向的确定2.2.1短期影响与第二产业的结合根据网上查阅的资料，我们发现，此次地震发生在日本的东北地区和关东地区，而在这些地区集中了大量的钢铁业、石化业、制造业、核电工业等日本重点产业和支柱产业。

可以看到，地震发生后，震区以及地震波及地带许多产业造成大范围的影响。

此外，电子产业也深受其害。

但是，最引人关注的是日本的汽车产业的主导优势受到了巨大的冲击，从目前公开报道的信息来看，日本主要汽车制造商均有不同数量的工厂关闭，日本三大汽车公司均宣布停产。

但是通过从另一个角度看，此次东北地区是日本相对比较落后的地区，而最重灾区又位于东北地区的东海沿岸落后的农业、渔业地区。

受灾最严重的岩手、宫城和福岛三县的经济规模较小。

虽然其制造业所占的比重不小，但是产业大多数都集中在仙台等城市的周边，没有收到海啸的冲击，在地震中也没有受到严重破坏。

虽然同样受到了地震的影响，导致大量工厂的停工，但是在近几个月中，受大地震严重影响的日本汽车业正在迅速恢复着。

根据资料显示，日产公司在四月份就已经恢复了五成的产能，而丰田也在五月份复工了五成，并有望六月份在全国范围内实现90%的复工率。

大概在六月底这两家汽车生产厂家就能够恢复往年的九成左右的产量。

我们认为地震对汽车制造业这个作为日本的第二产业，也就是把初级产品加工成为满足人类生产生活进一步需要的物质资料的产业的代表的影响是属于短期的影响，经过政策和资金的援助，是可以在短期内恢复往年水准的。

所以我们将短期影响和第二产业进行结合，然后通过对其进行建立模型，利用Matlab的拟合工具箱对调查后的数据进行拟合，求出若不发生地震，在短期内汽车产业的发展趋势，和发生地震后，不采取相应所示下的可能的发展趋势，并且通过对预测后的数据进行分析，定量评估地震的影响。

2.2.2长期影响与第一产业的结合日本作为一个岛国，其渔业是非常发达的，渔业对于日本的重要性也是十分巨大的。

这次地震和海啸对于日本东北部地区的渔港和城市造成了不同程度的毁坏，大量的船只在港口处踪迹全无，仅在岩手县，当地渔业的损失就高达13亿美元。

而且，港口和市场也被海啸破坏殆尽，据估计，要花费最少五年的时间才能重建港口和市场。

有些受灾比较严重的城市，居民们甚至产生了想要永久离开的想法，若要使渔业恢复到震前的水平，可能需要更多的时间。

不仅如此，渔民和消费者最大的忧虑是来自福岛第一核电站的辐射，核泄漏对福岛核电站及其周边的耕地、水源、农作物、海域、空气造成了不同程度的污染，并殃及他国。

据可靠消息声称，完全解决辐射的问题还需要相当长的时间，实现完全不泄漏状态需要10年以上，彻底封堆作业甚至要达到30年的时间。

辐射物随着洋流的扩散，导致日本的鲜鱼销量在震后的几周内出现了骤降的趋势，越来越多的港口受到辐射的污染，大部分国家已经禁止从日本的部分地区进口鱼类产品，这对日本的渔业是一种毁灭性的打击，只要核辐射问题不解决，日本的渔业的振兴速度就会异常的缓慢。

但是，在短期内渔业受到的影响还是相对较小的，日本的渔业地位非常重，在各地均有港口和渔场，并且其远洋渔业十分发达，增长也很快。

据专家的分析，辐射物主要随洋流扩散，而其扩散速度较为缓慢，日本依然可以通过其他的捕鱼点或者是远洋渔业来维持渔业的发展。

所以我们将日本的渔业问题作为长期影响来考虑。

而且渔业作为日本第一产业的代表，是日本直接作用于自然界生产初级产品的产业的重心所在，在日本的产业结构中占有重要地位，对其进行研究分析具有代表性。

因此，我们将灾难对第一产业的影响与其对日本的长期影响进行结合，然后利用灰色预测建立一个新的()GM模型。

依然是计1,1算在不发生地震的情况下，其渔业的发展趋势，以及发生地震后的发展趋势，通过数据对比，对地震的影响做定量评估。

2.2.3对短期和长期都有影响的第三产业自然灾害对旅游业发展造成的负面影响是不言而喻的，此次复合型灾难所造成的影响规模更大，程度更深，而其中最大的变数还是核泄漏事故。

日本的旅游业与日本的经济息息相关，从二战后的日本经济迅速崛起阶段，到最后成为世界第二大的经济大国，日本政府都在不断发展着旅游业，旅游活动已经成为日本国民日常生活中密不可分的重要组成部分。

而此次灾害影响日本的旅游业发展可能会通过两种途径，一是对核辐射恐慌的蔓延，二是受到经济因素的影响，这两个因素都导致了大量的国外游客不敢去日本旅游。

据报道称，由于受到日本大地震以及福岛核电站核泄漏事故的影响，赴日的外国人人数锐减。

而在发生地震后，3月份平均每天入境的外国游客人数仅仅只是前年同期的四分之一。

日本各地的酒店预约以及多数赴日旅游团体都纷纷取消预订或与旅行社解约。

并且由于核辐射扩散的影响，对于多数外国人来说，“离开日本”的想法很有可能在中长期内难以消退，而日本政府，以及旅游业界也将会无计可施。

所以我们认为无论是短期还是长期，日本的第三产业，特别是旅游业都会受到地震灾难的影响。

因此，我们将旅游业区分出来，建立本底趋势线模型，通过Matlab软件中的最小二乘法拟合曲线，对震前震后的发展趋势进行预测，通过数据的对比，对地震影响做定量评估。

2.3整体影响力的分析经过对上述三个产业的分析后，我们可以利用层次分析法得出内部行业的贡献因子以及对应的三大产业的贡献因子，进而得出地震灾害对日本和国际社会在经济和社会方面的综合影响力。