海洋灾害评估

第一章综述
我国海洋岸线漫长，濒临的太平洋又是产生海洋灾害最严重、最频繁的大洋。

加之我国约有70%以上的大城市，一半以上的人口和近60%的国民经济都集中在最易遭受海洋灾害袭击的东部经济带和沿海地区，因此，海洋灾害在我国自然灾害总损失中占有很大比例，且造成的损失呈明显上升趋势。

20世纪80年代海洋灾害造成的经济损失每年10多亿至数10亿元，90年代每年因海洋灾害造成的直接经济损失高达甚至超过100亿元。

据统计自80年代以来，海洋灾害经济损失年均增长率为30%。

为此海洋灾害已成为制约我国海洋经济和沿海经济持续稳定发展的重要因素。

进入21世纪，随着海洋开发利用的进一步深入开展和海洋经济的发展以及全球气候变化，海洋灾害的频发程度也将会继续呈上升趋势。

因此，开展海洋灾害的风险评价及防灾减灾对策研究是保证我国沿海地区的可持续发展战略的实施，促进海洋经济增长的必要措施。

本文从分析国内外自然灾害风险评价进展及中国海洋灾害研究进展及存在的问题着手，研究探讨我国海洋灾害的风险评价及防灾减灾的应对策略与措施。

一、自然灾害风险
自然灾害作为自然现象使人类社会经济遭到损害（包括人员伤亡和财产损失）的事件，目前已有多种多样的定义，但迄今尚未有统一认识，从深层次的涵义上看，自然灾害实际上是自然界与人类社会相互作用的表现，因此，人们从社会和经济遭受破坏或损害的角度来研究灾害和评价灾害，“灾害风险”的概念既从这个意义上出现的。

由于自然灾害具有自然现象与社会经济双重性质的特征。

因此，它的风险也必然涉及这两种不同性质的特征。

由于诱发各种灾害的自然现象（如洪水、台风、地震、风暴潮、泥石流等等）的性质和时空变化尺度及其特征各不相同，因此它所造成的灾害风险也具有不同特征。

由此，这些具有不同性质和特征的自然现象造成的灾害风险构成了灾害的自然风险。

另一方面，为了实施社会经济发展的目标，必须考虑到这个目标中隐含着因自然灾害的可能发生而产生的社会经济发展风险，在这种情况下必须进行这种具自然风险和社会经济发展风险双重性质的灾害风险评价。

二、国内外自然灾害风险评价进展
自然灾害风险评价的早期研究工作主要就工程项目而言，如早在1933年美国田纳西河流域管理局（TV A）在田纳西河流域综合开发治理过程中进行的一项重要的前期工作就是风险评价。

事实证明，风险评价不仅为田纳西河流域综合开发与整治规划的制定、一系列水利工程方案的设计与优化等提供了决策依据，而且为难度极大的风险区居民迁移的宣传和说明工作发挥了重要作用。

同时也探讨了洪水灾害风险评价的理论和方法，开创了自然灾害评价之先例。

其后，西欧、日本、印度等国纷纷效仿，开展了洪水灾害风险评价，从而推动国际自然灾害风险评价研究工作的深入。

随着人类生活环境的恶化，社会竞争的日趋激烈，人们对风险评价问题的研究更加迫切。

资料显示，美国从里根时代起，政府开始斥巨资资助灾害风险评价研究。

美国风险学会（Society for Risk Analysis-SRA）迅速成为一个国际性学术组织，相继在日本和欧洲建立了分会。

近20年来随着一些边缘学科和交叉学科的兴起，对自然灾害的风险评价不仅注重自然灾害本身的研究，而且将其与社会经济特性有机地结合起来，逐渐重视并强调自然灾害的人文因素，取得了较好的效果。

美国针对具体的地区开展灾害风险评价，并就其境内九种周期性自然灾害风险进行评价，其中有八种建立起了计算不同强度灾害发生概率的州县级数值模型。

这八种自然灾害分别是滑坡、地震、膨胀土、台风、强风、江河洪水、风暴潮和海啸。

对这八种自然灾害的风险评价包括了以下内容：
1.确定并阐述美国所面临的九种自然灾害的特征、地理分布及其可能的影响（灾害分析）
2.评价几类建筑物及其内部财产的抗灾能力（抗灾性能分析）
3.确定并估算主要灾害风险区建筑物及其内部财产的一次、二次和高次灾害影响（损失分析）
4.确定并揭示与这些影响相关的主要社会问题（问题分析）
5.确定适用于减轻建筑物及其内部生命财产损失的主要技术措施的费用及特征（技术分析）
6.确定并阐述可促使减灾技术应用的主要公共政策（政策分析）
7.估算减灾措施的费用及其影响（费用分析）
8.确定减灾措施可能产生的影响和可能诱发的次生社会问题（问题分析）
9.确定并评价解决4和8中问题的主要政策策略（政策分析）
根据以上内容结合数学原理设计的八种自然灾害风险评价模型中含有相应地区的区域和地点的修正系数，如区域气候模式和当地地形高程。

其抗灾能力分析部分涉及到建立各灾种的风险价值模型和各类建筑物价值的计算方法。

风险区价值模型中包括建立各县、县内风险区以及各州的建筑物及其内部财产价值、风险人口、财产类型及其抗灾性能数据库。

经济损失计算方法则给出灾害强度与具体类型建筑物损失之间的关系。

利用损失计算方法及灾害、价值和抗灾性能模型，结合风险分析方法方程，则得出1970－2000年间建筑物及其内部财产可能的年灾害经济损失值。

这些数值是以县、州和整个国家为单位表示的。

世界气象组织开发的自然灾害风险评价技术重点放在①建立事件发生的可比较概率；②使用兼容的标志、符号、地图比例尺和统一的底图；③提供一致格式下的描述信息，用商定的格式表达描述性信息。

这项技术已应用在发展中国家的自然灾害评价上。

另外，近年来国外采用模糊学原理进行灾害风险评价，并将航空遥感和卫星遥感以及GIS技术应用于灾害风险评价中，取得了很好的效果。

此外，在国外有关风险评价的法规也已经比较完善，自然灾害的风险评价与管理已成为新兴事业。

自然灾害评价研究工作在我国起步较晚，始于20世纪50年代，其中以地震、洪涝、干旱等为主要灾种。

改革开放以来，尤其是我国参与“国际减灾十年”活动以来，对自然灾害风险评价的研究得到了相应重视，并开展了许多有益的工作，促进了我国自然灾害研究的深入。

海洋灾害风险评价的研究工作是近年来新开辟的自然灾害风险评价领域，还处于研究探讨阶
段，尤其是对海洋灾害风险的定量评价还处于以研究灾害本身为主，或对灾害损失评估体系进行了探讨，而尚未将海洋灾害与社会经济特性有机地结合起来，从而进行灾害风险管理，减小或控制风险
三、中国的海洋灾害研究
近20年来，我国的海洋灾害研究进展很快，特别是对国民经济影响较大的海洋灾害如风暴潮、赤潮。

巨浪和海冰等在其诱因，形成机理，危害因子和发展规律的研究取得了长足的进步。

1.风暴潮灾害
风暴潮（storm surge）系指由于强烈的大气扰动（强风和气压骤变）引起的海面异常升高现象。

它具有数小时至数天的周期，叠加在正常潮位之上，而风浪、涌浪具有数秒或十几秒的周期，叠加在前二者之上。

由这三者的结合引起的沿岸涨水常常酿成巨大灾害，通常称之为风暴潮或潮灾。

从20世纪60年代起中国风暴潮研究人员致力于理论和预报方法的研究。

七.五和八.五期间，国家设立了风暴潮预报模式科技攻关项目，有关部门的大学、海洋研究所和海洋预报部门联合攻关，取得了一些成果。

在风暴潮基础理论研究方面，国家海洋局第一海洋研究所、中科院海洋研究所进行了二维空间的渤.黄海潮汐与风暴潮相互作用的数值模拟；厦门大学建立了天文潮、洪水和风暴潮相互作用下产生的“综合水位”的动力模型；青岛海洋大学以三维空间数值模式研究渤海风暴潮与天文潮的耦合问题并取得了成功。

在风暴潮预报方面。

20世纪80年代国家海洋预报中心研究人员利用国际上采取的台风暴潮数值方法中的诺模图方法（Special Program to List Amplitudes of Surges from Hurricanes）。

建立了类似的新的动力数值模式，这个模式完成了166场假想台风引起的逐时风暴潮计算，进而建立了适用于中国海区的计算登陆台风引起最大增水的诺模图和表。

20世纪90年代，国家海洋预报中心与上海防汛信息中心合作，采用美国最新一台风风暴潮模式SLOSH，建立了适合上海及其邻近海域的风暴潮漫滩预报模式，并在上海对风暴潮过程进行了跟踪预报，成功模拟计算出台风引起的风暴潮增水过程。

另外，国家海洋预报中心还建立了一个在GIS支持下的4层嵌套网格的风暴潮漫滩数值预报模式,其中重点区厦门的网格分辨率高达100m×100m，漫滩（堤）计算中采用水力学中的堰流公式，并考虑了越浪和波增水。

国家海洋预报中心还采用卡尔曼（Kalman）滤波方法，建立了东海的风暴潮同化预报模式和渤海温带风暴潮数值预报模式，提高了我国温带风暴潮数值预报的准确度。

此外，人工神经网络法、非线性回归法、“厄尔尼诺”方法等国际上较先进的风暴潮预报技术方法在我国的风暴潮预报研究中均得到应用。

在风暴潮成灾研究方面，国家海洋预报中心和国家海洋局南海分局进行了风暴潮及其灾害的等级划分研究；国家海洋信息中心和中科院海洋研究所还进行了风暴潮灾害经济损失评估方法研究。

2.赤潮灾害
赤潮是海水中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定条件下突发性地增加，引
起一定范围内一段时间的海水变色现象。

通常水体颜色依赤潮起因、生物种类和数量而呈红、黄、绿和褐色等。

赤潮的发生给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重的危害和损失，也给人类健康和生命安全带来威胁。

我国早在20世纪的1933年就报道了赤潮的发现，70年代赤潮给沿岸海域渔业捕捞和养殖造成了损失，引起国内一些海洋生物学家的重视，并进行了大量的调查研究后，将我国出现的赤潮划分为3个类型，这对我国后来的赤潮研究有重大指导意义。

到80年代由于赤潮灾害加剧，引起我国有关部门的高度重视，组建了南海赤潮研究中心，并进行了“南海赤潮发生变化规律”等研究。

到80年代末，我国已开展了中国沿岸四大海区和各大河口的赤潮发生状况及其与之相关的生物、物理、化学、水文、海洋环境污染、生态毒理和生物毒素等方面的调查及研究。

90年代以来，我国在赤潮研究方面取得了重大进展。

“八.五”期间，在海洋理化要素、营养盐、微量元素、维生素B1、B12、以及潮汐等与赤潮发生的关系；海洋浮游动、植物的分布特征和发生赤潮时的变化；富营养化与赤潮的关系；养殖水域浮游植物生态型与赤潮的关系；赤潮生态的演绎结构模拟；赤潮的生物多样性预测；赤潮发生时的生态特征等方面取得较大进展。

最近几年，随着赤潮监测手段的提高和方法的完善，在赤潮研究的深度和广度上都有较大的提高，对赤潮发生的环境背景、富营养化评价、赤潮发生时空分布、成因及动态、发生规律等进行了研究探讨，其中在不同赤潮生物密度的光谱特征，应用现场实测资料与卫星遥感资料相结合进行赤潮监测、赤潮毒素的检测、赤潮发生的区域气象条件及赤潮兴衰过程与海水温度相互影响等方面都有了一定突破，在防御和减轻赤潮灾害的实际工作中发挥了重要作用。

3.灾害性海浪
海浪是发生在海洋中的一种海水波动现象。

一般指的海浪是由风产生的波动，其周期为0.5－25秒，波长为几十厘米到几百米。

一般波高为几厘米到20米，在罕见的情况下波高可达30米以上。

海浪包括风浪、涌浪和近岸浪三种。

在风浪中会同时出现许多高低长短不等的波；涌浪是风停后或风速、风向特变区域内尚存海浪和传出海区的海浪，具有较规则的外形，排列整齐；近岸浪是由外海的风浪或涌浪传到海岸附近时，受地形作用而改变波动性质的海浪。

在海上引起灾害的海浪叫灾害性海浪，通常是指海上波高达6米以上的海浪。

灾害性海浪在海上主要给航海、海上施工、渔业捕捞和海上军事活动等带来灾害，使船舶和海上平台倾覆；海浪到近海和岸边，不仅冲击摧毁沿海堤岸、海塘、港口码头和各类建筑物，还伴随风暴潮沉损船只,席卷人畜，并致使大片农作物受淹和各种水产养殖品受损，海浪所导致的泥沙运动使海港和航道淤塞。

我国的海浪研究始于20世纪60年代、70年代中期提出了适合我国近海和邻近海域的海浪数值预报模式，并引进了日本气象厅提出的海浪数值业务预报模式，进行大面积海浪数值预报试验，最终于1985年应用于北太平洋船舶最佳航线选择中的海浪短期、中期数值计算，提供了北太平洋海浪实况分析和海浪预报产品。

近年来，除继续使用上述海浪数值模式外，又先后引进了第二代耦合离散型式中英国气象局的BMO模式和近年来在西欧发展的第三代海浪模式－W AM模式。

与此同时，上海气象局台风研究所引进了日本东北大学的第二代耦合混合式模式－TOHOKU模式进行东海区域性海浪数值预报试验。

青岛海洋大学提出了适应我国近海和邻近大洋的“新型耦合混合型海浪数值模式”与“海上边界层风场模式”联结，组成海浪数值预报自动化系统，并利用日本
气象厅发布的地面气压场资料，进行海面风和海浪的计算，该系统主要用于西北太平料和我国近海台风浪预报。

国家海洋局第一海洋研究所根据我国的实际海况特点和可能的计算能力，在分析第三代海浪数值模拟方法的优缺点的基础上，发展了一种直接模拟海浪波谱的LAGFD－W AM海浪数值模拟方法。

该模式除W AM的物理模式外，还考虑了流对浪的折射作用和流、浪之间的能量交换，并对W AM模式中破碎耗散浪函数进行了修正，其区域海浪数值计算模式已应用浅海和近海工程的海洋环境评价中海浪要素计算，收到较好的经济效益和社会效益。

有关海浪理论方面的研究，我国主要侧重近岸浅水区域的海浪研究，其特点是由研究规则波向不规则波过渡，由特征波法向概率分布法到谱分析法过渡。

并且从中国已有的普遍风浪谱、涌浪谱向区域性的渤海谱，石臼港谱、连云港谱等局部范围的浅水谱和地址谱过渡。

另外还对波群的计算，波浪要素分布等问题展开了研究。

4.海冰灾害
海冰是极地海域和某些高纬度区域最突出的海洋灾害。

我国北部海域纬度偏高，每年都有结冰现象出现；另外在黄河口附近也有一定河冰入海。

历史上多次出现严重冰情造成钻井平台倒塌、船舶破坏、航运中断等严重海冰灾害。

自1969年特大冰封以来，中国海冰的监测、预报和研究开始全面地开展起来。

通过一些现场观测和实验对渤海海冰物理力学性质有了一定的了解，对冰与海上结构物相互作用的研究也有一定进展，并结合工程实际为中国海上工程提供了所需的海冰环境设计参数。

在海冰常规观测基础上，进一步开展了卫星和航空遥感技术及应用的研究。

在海冰热力学、动力学和流变学研究基础上，发展了适合于渤海冰情的海冰动力－热力学模式，并应用于国家海洋环境预报中心进行波罗的海海冰数值预报试验。

近几年来，随着对气候变化的日益关注，开展了海冰模式与海洋模式的耦合的试验和研究工作。

5.海啸
我国在很早即有记载滨海地震海啸灾害，但由于海啸灾害并非频发，因此近代有关海啸研究的学者和文章较少。

20世纪80年代初，有学者经过对近年来海底地震及海啸的研究，认为我国海区不易发生地震海啸，太平洋海盆的大海啸都不会对我国沿海造成灾害。

此后也有学者认为中国近海海底地震伴生海啸的比例只有6%，远低于25%的全球平均水平。

尤其是能引起海啸的浅源地震，又主要集中于台湾附近。

80年代后期国家海洋预报中心的专家根据有关国际组织专家的建议，依据国内、国外更广泛的历史资料对中国历史海啸灾害做了更详细的考证，指出了地震海啸仍是我国不容忽视的海洋灾害之一，尤其是闽台地区，本地地震海啸灾害的潜在危险极大，就我国海啸历史及现实海啸风险等方面，仍需深入研究。

四、目前研究存在问题与可能解决的途径
1、存在问题
（1）研究深度有待加强
我国海洋灾害研究大多数仍处于对灾害现象的研究，对动力学过程和灾害的发生机理研究不够，预测模式尚未达到应用阶段。

现场研究多数以描述性居多，有些灾害（如赤潮等）
在观测的频率与范围上不够，各学科结合不够，对趋势和过程研究还需进一步加强。

（2）观测手段落后
主要表现在海上船舶测报工作发展缓慢，海上和岸边监测设备落后，缺乏能够监测海洋灾害要素的自动监测设备，整个海洋环境预报系统的自动化程度比较低。

（3）组织协调不够
我国的海洋灾害研究虽已在各海洋研究机构中开展并做了一些工作，也参加了国际上的重要活动，但是限于条件，协调不够，尚未建立海洋防灾减灾方面的法规，没有一个综合性的信息和资料网，成果交流不够，海洋防灾减灾也没能很好地纳入海洋综合管理计划中去。

（4）项目少，经费不足
由于海洋灾害发生的不规律性，研究难度大，花钱多。

其次，海洋灾害与许多重大问题有联系，例如全球气候变化、海洋污染、生态系统恶化、沿岸工程和水产养殖等。

但其每一次发生却往往是局部性的，且来的快去的快，影响较其他陆地灾害范围小，目前尚构不成一个大的国家级攻关计划，其研究项目列入国家重点项目计划的微乎其微，最高层次就是列为国家自然科学基金项目也为数不多。

2、可能解决的途径
（1）收集、回顾、分析海洋灾害的历史资料，建立统一的数据库和资料信息网。

（2）尽快制订我国国家海洋灾害研究计划及区域性计划，建立海洋灾害重点试验室（1－2个）选择重点研究区域开展联合攻关。

（3）与国际海洋灾害研究活动接轨，开展研究内容方法标准化、资料成果的国际交流与合作。

（4）多种渠道争取经费来源，国际：GEF、世界银行、亚行；国内：国家科委、国家教委、中国科学院、农业部、国家海洋局、国家自然科学基金委员会、地方政府和保险系统。