灾害地理学
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பைடு நூலகம்
因果关系与对称性原理
对称性与自然规律之间是什么关系?
——自然规律反映了事物之间的因果关系，其对称性即： 等价的原因 等价的结果 对称的原因 对称的结果
对称性原理(皮埃尔· 居里)：
原因中的对称性必反映在结果中，即结果中的对 称性至少有原因中的对称性那样多； 结果中的不对称性必在原因中有所反映，即原因 中的不对称性至少有结果中的不对称性那样多； 在不存在唯一性的情况下,原因中的对称性必反映 在全部可能的结果的集合中,即全部可能的结果的集合 中的对称性至少有原因中的对称性那样多。
2. 害,Disaster,灾情： 死亡、伤残——有越来越少的趋势 经济损失——有越来越大的趋势（工农商） 对环境的影响——洪水过后的疫情，旱灾造 成的生态环境破坏。2000年春夏中国北 方干旱，影响了退耕还林。 心理损失——恐惧失常、影响正常工作。 无灾有害——“谣言地震”
总结： 灾特点：必然性（震洪）、无形性（干 旱）、突变性、不可消除。 害特点：多层次性、有形性、人为放大 性、可减少损失。 我们只能防灾减害，不可能减少自然灾害， 因此是减害教育，不是减灾技术课。应该把 联合国“国际减轻自然灾害10年”改为“国 际减轻灾害损失10年”，把联合国“国际减 灾战略”改为“国际减害战略”。
3、近500年来云南20次≥7级地震空 间对称性及未来趋势
101.5°E 16 20 5次 2 5 11 4 24.2°N 17 12 18 13 19 14 8 6 10 15 7 3 9 21（1）？ 5次 1 21（2）？ 5次
5次
空间对称轴？
（四）、问题讨论
不能否认，世界上的许多事件是循着一个 单向顺序展开的。热力学第二定律认为，一个 封闭系统的熵，即该系统的无序程度，将随着 时间的推移而增加。 自然界中不可逆的物理过程比比皆是，在 时间轴上过去与未来两个方向之间表现出明显 的不对称。如果此系统现在相当有序，那么从 现在起过了一段时间后，它多半将趋向无序。 《科学》，2002年11期，22，27。
2、灾害期 灾害期，是自然灾害在时间上集中 程度的变化特点。 (1)周期变化：天文大气的变化有一 定的规律，许多现象都有因银河系活 动的3亿年周期。
(2)群发期：各种灾害同时发生的时期就 称为群发期。包括群发期(百年)，群发幕(数 十年)，群发节(几年)三种情况。 百年尺度有公元前4000-前2000年，公元 前200～公元200年的两汉期，1600～1700年 之间的明清群发期。 (3)时效性：发生在特定时间能造成重大 损失的称为时效性。 随时间变化而决定灾害多少；随时间变 化而决定损失大小。
对称性原理
自然规律反映了事物之间的 “ 因果关系 ” 。 稳定的因果关系要求有可重复性和预见性。即： 相同(或等价)的原因必定产生相同(或等价)的结果。 对称性原理：（Pierre Curie 1894年首先提出） 原因中的对称性必然存在于结果中， 结果中的不对称性必然存在于原因中。 对称性原理是凌驾于物理规律之上的自然界的一 条基本原理。 根据对称性原理，往往可以在不具体知道某些物 理规律的情况下，给出所需的结论。
3．牛文元对灾害的定义，如图：
A
B
C
4．灾与荒的关系 灾害—自然恢复，是原因 荒—社会性质：政治、经济，是结果 灾是太多了—灾害—泛滥成灾—无用太 多 荒是指有用太少了—因灾而发生粮荒， 如水多了是洪灾，少了是旱灾—水荒。气 温高是热浪灾害，气温低是寒潮天气。如 泥沙多形成悬河，少不利于肥田。兽多为 害，兽少为物种灭绝。
（五）、启示 1、对称性的认识 2、灾害的自然属性
3、自然灾害趋势研究 4、需要不断探索对称性
敬请批评指正
2012-11-7
依据历史资料事实进行计算，主要 反映自然变化规律。这种趋势研究应用 的是唯象理论，即重在整理和发现统计 规律，暂时放弃物理机理。 郭安宁等认为，大地震要比小地震易 于预报，┉而具有戏剧性的就是有时这 种唯象的预报比唯理的预报的准，难道 我们要因噎废食吗！（《中国大震问题 》，地震出版社，2002年）
（ 一）、关于对称性 理论物理学认为，“我们钻的 越深，发现自然显得越简 单。”“自然的基本设计是美丽的 单纯。” 理论物理学认为，没有“为什 么”，只有“如何”。
物理学界认为，“对称性是物理学 中的第一原理”，并认为“透过外表来 研究本质，这就是对称性方法的威力。” 物理学界认为，内在联系性是对称 性的威力，“发现一个对称比发现一个 特定的现象意义大的多。” 杨振宁认为：“自然界所有的基本 力都是由一些对称性原理产生的”。
六、对称性与灾害趋势判断
（一）、关于对称性 （二）、自然灾害的时间对称性 （三）、自然灾害的空间对称性 （四）、问题讨论 （五）、启示
“我国暴雨预报准确率为20%” 比发达国家略低
2011年07月03日 07:05:27 来源： 新京报
适应全球变化首先要适应自然灾害。 应用地球物理方法研究地震发生物理机 理并进行地震预测预报，是我们不应该 放弃的长期努力目标，该方法也不排除 其他可能有意义的工作。 为了丰富重大灾害趋势研究方法，我 们很有必要应用可公度方法，探索部分 重大自然灾害的时间和空间对称性结构， 不断认识重大自然灾害的时空差异，以 便采取不同的适应对策。
陈坚之死
2008年5月15日，在四川省北川县城的 废墟下，26岁的男子陈坚在等待援救。晚 上8时，经过7个钟头的营救他被救出，但 由于伤势严重没能活下来。
母爱· 地震
2008年8月30日16时30分，四川攀 枝花市、会理县交界处发生6.1级地震， 造成36人死亡，675人受伤。图为消防 官兵在倒塌的土墙下刨出两名罹难者 的遗体。
中国特大暴雨的夜发性（北京时间）
暴雨类型
下午 上午 前半夜 后半夜 （14—20）（20—02）（02—08）（08—14）
4 4 26 6 40次特大暴 （10%） （10%） （65%） （15%） 雨 4 8 22 6 40次特大持 （10%） （20%） （55%） （15%） 续暴雨 105次台风 暴雨 15 21 45 24 （14%） （20%） （43%） （23%）
我们如何理解？
我们认为，这正说明在重大自然灾害趋 势研究中发现对称性的重要性，即在不对称 中找对称，但又不能完全依赖对称性，还应 该继续进行物理机理的探索。 对称性是探索物理机理的基础和开始， 是一种介于统计与机理之间的状态，是唯象 与唯理的结合。 对某些自然灾害而言，在较短时间内 （几十年），对称性是存在的；在较长时间 内（数百年），则表现为不对称的衰减过程。
5、人为放大性—“向人性” (1). (2). 技术灾害(造灾) (3). 人为传播(放大) (4). 增害 (5). 无人就无灾，地质时期灾害 称“灾变”
四.自然灾害的区域分布特点 1.大陆比海洋多灾 2.北半球比南半球多灾 3.温带多灾 4.沿海多灾 5.岛屿多灾 6.城市多灾
城市多地震灾害图
我们关于自然灾害发生趋势的 预测方法探索，目的在于寻找和丰 富预测预报自然灾害的方法。
二.什么是灾害
自然灾害——自然界中发生的有害现象和过程： 有灾有害—正常；有灾无害—不是灾害；无灾有 害—不正常 1. 灾，Hazard,灾因： 自然界的突变现象——地震 无法预知的缓发过程——旱灾 可以预知但是没法消除的现象——台风 不合时宜、地宜的现象——麦收时的阴雨连绵， 沙区地下水水位上升。 人为诱发的非正常现象。
蝴蝶结构图： 蝶宽：单翼的时间长度，如上图29、 39年等。 蝶长：两翼对称的间隔长度，如上图 55、56年等。
川滇地区≥6.7级地震 的可公度结构
40 1933
1973
22
1995 15 40
20
22
2010 ？ 40
1955 15
20 1970
1913 22
1936 14 12 1948 1950 40
3、灾害链 是有成因联系的多种自然灾害的连续发 生现象，即一种灾害的发生会导致另外的 灾害发生，一般是指发生在同一地区的灾 害。 (1).因果链：层间因果链—地震—海 啸—暴雨—鼠疫—地震时破坏了鼠洞致使 鼠与人们接触增多。 A→B → C → D
(2). 同源链：
B
C D (3).互斥链：A× B × C 干旱—台风：台风所带来降水就不会有干旱 冻害—虫害 “一雷打九台”：源地—能量释放不会形 成台风;运行途中—释放能量改变方向，无台 风影响。 “大雨截震”：震前出现大雨就没有震了。
所谓蝴蝶结构图，即结构形似蝴蝶；所 谓时间对称性，即蝴蝶结构图反映出的等时 间间隔特点。也可以认为，可公度特征是不 同长度的周期叠加后所表现出的混合规律， 是一种周期共振现象。因其反映的是多变量 间周期性变化，所以它更为复杂，是更深层 次的规律，这就需要我们不断去发现和探索 其规律性，逐渐发掘它对重大自然灾害的预 测功能。
灾害地理学研究
--------自然灾害趋势判断
一.关于创新研究 --------灾害地理学的缘起 雄厚的知识基础, 敏感的捕捉能力, 及时归纳与规律
陕西师范大学 出版社 1990年
自然灾害死亡风险
2010年 世界风险报告
经 济 紧 缩 风 险
政治改革风险
自然灾害预测 ——一个有争议的话题
三. 自然灾害的基本规律(内在)及成因 1、灾害场 场的概念：有联系的空间和物质普 遍存在的形式。场，实质是研究问题 的一种思维方法，有生命的物质都有 场。 灾害场：灾害的空间联系。一类灾 害的发生即要受别的因素的影响，同 时会导致其它灾害的发生。 灾害场分类：遥相关、邻相关、空 间迁移、灵敏点等。
20
40
1976 12 1988
20
1996 12
20
2008
（三）、自然灾害的空间对称性 空间对称性结构的表现形式， 就是多边形结构，三角形或四边 形等，主要是关于象限对称。
1、 1500年以来中国大陆17次≥8级地震空 间对称性及未来趋势
105°E
Ⅱ
Ⅰ
34°N
Ⅲ
？
Ⅳ
2、近200年来中 国大陆≥7.5级地 震空间对称性及 未来趋势
“世界上的事物是复杂的， 而事物的内在基本规律却是 简单的，在探索事物的规律 时，要注意防止人为的复杂 化。在预测效果相当的前提 下，简单的预测模型和预测 方法往往更为可信”。
（二）、自然灾害的时间对称性 我们在继续应用可公度方法对陕西省及 有可能波及陕西省的重大自然灾害进行趋 势研究的基础上，就自然灾害的时间对称 性结构即蝴蝶结构进行探讨。也可以认为 是一种周期（时间）共振。
A
4、灾害面 象力：地球内部或固体物质的内部变化迟早由里向外 向表面的传播的特点, 在传播的过程中有放大的作用。
(1). 陆气界面：地球对大气层的影响—在地表附近由于 (2).海陆交界面：雷电— (3).海气— (4).地理边界：板块之间— (5).山地与平原之间— (6).寒暖流之间—大气— (7).干旱区和湿润区,国家与国家之间
冯培恩等（浙江大学）：从自 然科学到工程科学的对称性本 体论研究
自然科学进展，2008年12月，第12期
中国科学院政策与管理科学研究所 王铮教授认为，我们希望从牛顿方程― 麦克斯韦方程，解方程预报出地震来， 可是目前的观察技术水平、目前的理论 水平做不到，我们为什么不能学理论物 理学，利用对称性，承认表象模式。科 学发现的序列可能是这样的，统计规 律—表象模式—机理动力学。这就是从 第谷到开普勒再到牛顿的发展路线。这 也是地震预测预报的发展的科学观。
2007年10月22日西安市浐河十里铺公路大桥
渭河 咸阳湖
2010-11-11 宝鸡渭河
五、国际减灾日 每年10月份的第二个星期三， 2010年为10月13日。 灾害面前人人平等，多一点防灾 知识就不会平等。 请大家宣传防灾知识，增加防灾 意识，减少灾害损失。 每年5月12日为中国减灾日。
因果关系与对称性原理
对称性与自然规律之间是什么关系?
——自然规律反映了事物之间的因果关系，其对称性即： 等价的原因 等价的结果 对称的原因 对称的结果
对称性原理(皮埃尔· 居里)：
原因中的对称性必反映在结果中，即结果中的对 称性至少有原因中的对称性那样多； 结果中的不对称性必在原因中有所反映，即原因 中的不对称性至少有结果中的不对称性那样多； 在不存在唯一性的情况下,原因中的对称性必反映 在全部可能的结果的集合中,即全部可能的结果的集合 中的对称性至少有原因中的对称性那样多。
2. 害,Disaster,灾情： 死亡、伤残——有越来越少的趋势 经济损失——有越来越大的趋势（工农商） 对环境的影响——洪水过后的疫情，旱灾造 成的生态环境破坏。2000年春夏中国北 方干旱，影响了退耕还林。 心理损失——恐惧失常、影响正常工作。 无灾有害——“谣言地震”
总结： 灾特点：必然性（震洪）、无形性（干 旱）、突变性、不可消除。 害特点：多层次性、有形性、人为放大 性、可减少损失。 我们只能防灾减害，不可能减少自然灾害， 因此是减害教育，不是减灾技术课。应该把 联合国“国际减轻自然灾害10年”改为“国 际减轻灾害损失10年”，把联合国“国际减 灾战略”改为“国际减害战略”。
3、近500年来云南20次≥7级地震空 间对称性及未来趋势
101.5°E 16 20 5次 2 5 11 4 24.2°N 17 12 18 13 19 14 8 6 10 15 7 3 9 21（1）？ 5次 1 21（2）？ 5次
5次
空间对称轴？
（四）、问题讨论
不能否认，世界上的许多事件是循着一个 单向顺序展开的。热力学第二定律认为，一个 封闭系统的熵，即该系统的无序程度，将随着 时间的推移而增加。 自然界中不可逆的物理过程比比皆是，在 时间轴上过去与未来两个方向之间表现出明显 的不对称。如果此系统现在相当有序，那么从 现在起过了一段时间后，它多半将趋向无序。 《科学》，2002年11期，22，27。
2、灾害期 灾害期，是自然灾害在时间上集中 程度的变化特点。 (1)周期变化：天文大气的变化有一 定的规律，许多现象都有因银河系活 动的3亿年周期。
(2)群发期：各种灾害同时发生的时期就 称为群发期。包括群发期(百年)，群发幕(数 十年)，群发节(几年)三种情况。 百年尺度有公元前4000-前2000年，公元 前200～公元200年的两汉期，1600～1700年 之间的明清群发期。 (3)时效性：发生在特定时间能造成重大 损失的称为时效性。 随时间变化而决定灾害多少；随时间变 化而决定损失大小。
对称性原理
自然规律反映了事物之间的 “ 因果关系 ” 。 稳定的因果关系要求有可重复性和预见性。即： 相同(或等价)的原因必定产生相同(或等价)的结果。 对称性原理：（Pierre Curie 1894年首先提出） 原因中的对称性必然存在于结果中， 结果中的不对称性必然存在于原因中。 对称性原理是凌驾于物理规律之上的自然界的一 条基本原理。 根据对称性原理，往往可以在不具体知道某些物 理规律的情况下，给出所需的结论。
3．牛文元对灾害的定义，如图：
A
B
C
4．灾与荒的关系 灾害—自然恢复，是原因 荒—社会性质：政治、经济，是结果 灾是太多了—灾害—泛滥成灾—无用太 多 荒是指有用太少了—因灾而发生粮荒， 如水多了是洪灾，少了是旱灾—水荒。气 温高是热浪灾害，气温低是寒潮天气。如 泥沙多形成悬河，少不利于肥田。兽多为 害，兽少为物种灭绝。
（五）、启示 1、对称性的认识 2、灾害的自然属性
3、自然灾害趋势研究 4、需要不断探索对称性
敬请批评指正
2012-11-7
依据历史资料事实进行计算，主要 反映自然变化规律。这种趋势研究应用 的是唯象理论，即重在整理和发现统计 规律，暂时放弃物理机理。 郭安宁等认为，大地震要比小地震易 于预报，┉而具有戏剧性的就是有时这 种唯象的预报比唯理的预报的准，难道 我们要因噎废食吗！（《中国大震问题 》，地震出版社，2002年）
（ 一）、关于对称性 理论物理学认为，“我们钻的 越深，发现自然显得越简 单。”“自然的基本设计是美丽的 单纯。” 理论物理学认为，没有“为什 么”，只有“如何”。
物理学界认为，“对称性是物理学 中的第一原理”，并认为“透过外表来 研究本质，这就是对称性方法的威力。” 物理学界认为，内在联系性是对称 性的威力，“发现一个对称比发现一个 特定的现象意义大的多。” 杨振宁认为：“自然界所有的基本 力都是由一些对称性原理产生的”。
六、对称性与灾害趋势判断
（一）、关于对称性 （二）、自然灾害的时间对称性 （三）、自然灾害的空间对称性 （四）、问题讨论 （五）、启示
“我国暴雨预报准确率为20%” 比发达国家略低
2011年07月03日 07:05:27 来源： 新京报
适应全球变化首先要适应自然灾害。 应用地球物理方法研究地震发生物理机 理并进行地震预测预报，是我们不应该 放弃的长期努力目标，该方法也不排除 其他可能有意义的工作。 为了丰富重大灾害趋势研究方法，我 们很有必要应用可公度方法，探索部分 重大自然灾害的时间和空间对称性结构， 不断认识重大自然灾害的时空差异，以 便采取不同的适应对策。
陈坚之死
2008年5月15日，在四川省北川县城的 废墟下，26岁的男子陈坚在等待援救。晚 上8时，经过7个钟头的营救他被救出，但 由于伤势严重没能活下来。
母爱· 地震
2008年8月30日16时30分，四川攀 枝花市、会理县交界处发生6.1级地震， 造成36人死亡，675人受伤。图为消防 官兵在倒塌的土墙下刨出两名罹难者 的遗体。
中国特大暴雨的夜发性（北京时间）
暴雨类型
下午 上午 前半夜 后半夜 （14—20）（20—02）（02—08）（08—14）
4 4 26 6 40次特大暴 （10%） （10%） （65%） （15%） 雨 4 8 22 6 40次特大持 （10%） （20%） （55%） （15%） 续暴雨 105次台风 暴雨 15 21 45 24 （14%） （20%） （43%） （23%）
我们如何理解？
我们认为，这正说明在重大自然灾害趋 势研究中发现对称性的重要性，即在不对称 中找对称，但又不能完全依赖对称性，还应 该继续进行物理机理的探索。 对称性是探索物理机理的基础和开始， 是一种介于统计与机理之间的状态，是唯象 与唯理的结合。 对某些自然灾害而言，在较短时间内 （几十年），对称性是存在的；在较长时间 内（数百年），则表现为不对称的衰减过程。
5、人为放大性—“向人性” (1). (2). 技术灾害(造灾) (3). 人为传播(放大) (4). 增害 (5). 无人就无灾，地质时期灾害 称“灾变”
四.自然灾害的区域分布特点 1.大陆比海洋多灾 2.北半球比南半球多灾 3.温带多灾 4.沿海多灾 5.岛屿多灾 6.城市多灾
城市多地震灾害图
我们关于自然灾害发生趋势的 预测方法探索，目的在于寻找和丰 富预测预报自然灾害的方法。
二.什么是灾害
自然灾害——自然界中发生的有害现象和过程： 有灾有害—正常；有灾无害—不是灾害；无灾有 害—不正常 1. 灾，Hazard,灾因： 自然界的突变现象——地震 无法预知的缓发过程——旱灾 可以预知但是没法消除的现象——台风 不合时宜、地宜的现象——麦收时的阴雨连绵， 沙区地下水水位上升。 人为诱发的非正常现象。
蝴蝶结构图： 蝶宽：单翼的时间长度，如上图29、 39年等。 蝶长：两翼对称的间隔长度，如上图 55、56年等。
川滇地区≥6.7级地震 的可公度结构
40 1933
1973
22
1995 15 40
20
22
2010 ？ 40
1955 15
20 1970
1913 22
1936 14 12 1948 1950 40
3、灾害链 是有成因联系的多种自然灾害的连续发 生现象，即一种灾害的发生会导致另外的 灾害发生，一般是指发生在同一地区的灾 害。 (1).因果链：层间因果链—地震—海 啸—暴雨—鼠疫—地震时破坏了鼠洞致使 鼠与人们接触增多。 A→B → C → D
(2). 同源链：
B
C D (3).互斥链：A× B × C 干旱—台风：台风所带来降水就不会有干旱 冻害—虫害 “一雷打九台”：源地—能量释放不会形 成台风;运行途中—释放能量改变方向，无台 风影响。 “大雨截震”：震前出现大雨就没有震了。
所谓蝴蝶结构图，即结构形似蝴蝶；所 谓时间对称性，即蝴蝶结构图反映出的等时 间间隔特点。也可以认为，可公度特征是不 同长度的周期叠加后所表现出的混合规律， 是一种周期共振现象。因其反映的是多变量 间周期性变化，所以它更为复杂，是更深层 次的规律，这就需要我们不断去发现和探索 其规律性，逐渐发掘它对重大自然灾害的预 测功能。
灾害地理学研究
--------自然灾害趋势判断
一.关于创新研究 --------灾害地理学的缘起 雄厚的知识基础, 敏感的捕捉能力, 及时归纳与规律
陕西师范大学 出版社 1990年
自然灾害死亡风险
2010年 世界风险报告
经 济 紧 缩 风 险
政治改革风险
自然灾害预测 ——一个有争议的话题
三. 自然灾害的基本规律(内在)及成因 1、灾害场 场的概念：有联系的空间和物质普 遍存在的形式。场，实质是研究问题 的一种思维方法，有生命的物质都有 场。 灾害场：灾害的空间联系。一类灾 害的发生即要受别的因素的影响，同 时会导致其它灾害的发生。 灾害场分类：遥相关、邻相关、空 间迁移、灵敏点等。
20
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1976 12 1988
20
1996 12
20
2008
（三）、自然灾害的空间对称性 空间对称性结构的表现形式， 就是多边形结构，三角形或四边 形等，主要是关于象限对称。
1、 1500年以来中国大陆17次≥8级地震空 间对称性及未来趋势
105°E
Ⅱ
Ⅰ
34°N
Ⅲ
？
Ⅳ
2、近200年来中 国大陆≥7.5级地 震空间对称性及 未来趋势
“世界上的事物是复杂的， 而事物的内在基本规律却是 简单的，在探索事物的规律 时，要注意防止人为的复杂 化。在预测效果相当的前提 下，简单的预测模型和预测 方法往往更为可信”。
（二）、自然灾害的时间对称性 我们在继续应用可公度方法对陕西省及 有可能波及陕西省的重大自然灾害进行趋 势研究的基础上，就自然灾害的时间对称 性结构即蝴蝶结构进行探讨。也可以认为 是一种周期（时间）共振。
A
4、灾害面 象力：地球内部或固体物质的内部变化迟早由里向外 向表面的传播的特点, 在传播的过程中有放大的作用。
(1). 陆气界面：地球对大气层的影响—在地表附近由于 (2).海陆交界面：雷电— (3).海气— (4).地理边界：板块之间— (5).山地与平原之间— (6).寒暖流之间—大气— (7).干旱区和湿润区,国家与国家之间
冯培恩等（浙江大学）：从自 然科学到工程科学的对称性本 体论研究
自然科学进展，2008年12月，第12期
中国科学院政策与管理科学研究所 王铮教授认为，我们希望从牛顿方程― 麦克斯韦方程，解方程预报出地震来， 可是目前的观察技术水平、目前的理论 水平做不到，我们为什么不能学理论物 理学，利用对称性，承认表象模式。科 学发现的序列可能是这样的，统计规 律—表象模式—机理动力学。这就是从 第谷到开普勒再到牛顿的发展路线。这 也是地震预测预报的发展的科学观。
2007年10月22日西安市浐河十里铺公路大桥
渭河 咸阳湖
2010-11-11 宝鸡渭河
五、国际减灾日 每年10月份的第二个星期三， 2010年为10月13日。 灾害面前人人平等，多一点防灾 知识就不会平等。 请大家宣传防灾知识，增加防灾 意识，减少灾害损失。 每年5月12日为中国减灾日。