一、气象灾害风险定义

不同的学科背景或不同的研究角度对气象灾害风险常有不同的理解，正如美国风险学会(1981)所述，这些理解不太可能完全统一。韦伯字典(1989)对风险的定义是面临着伤害或损失的可能性；保险业则定义为危害或损失的可能性；环境领域定义风险为未来对人类社会造成不利影响的程度；Wilson(1987)认为风险的本质是不确定性，风险定义为期望值；联合国人道主义事务局在《减轻自然灾害：现象、效果和选择》(1991)中提到，自然灾害风险是特定地区在特定的时间内由于灾害的打击所造成的人员伤亡、财产破坏和经济活动中断的预期损失。

虽然对于“风险”目前并没有统一的严格定义，各种定义用词各异，但是其基本意义是相同或相近的，其中都包含有类似的关键词：“损失”的“可能性(期望值)”。本书借鉴联合国人道主义事务局1991年关于自然灾害风险的提法，定义气象灾害风险为：特定地区在特定的时间内由于气象灾害所造成的人员伤亡、财产破坏等不利影响的预期损失。气象灾害风险评估就是评估气象灾害对人类社会可能造成的不利影响和损失值。

二、气象灾害风险系统

Bertalanffy(1965)的一般系统理论认为，任何系统，不管它是人造的还是自然的，必须从系统的组成、结构、过程、状态和功能等5个方面进行全面分析研究。

气象灾害是气象条件超出承灾体的承受能力从而产生灾损的事件。气象灾害风险系统的组成和结构，首先，必须存在风险源，即存在气象条件灾变；其次，必须有风险承载体(承灾体)，即人类社会，二者缺一不可(图1.1)。

图1.1 气象灾害风险系统组成图

气象灾害对承灾体的作用显然是非线性，因此气象灾害风险(R)是气象灾害的危险性(h)和承灾体的易损性(v)的非线性函数：

(1.1)

1、风险源及其危险性

气象灾害风险中的风险源在根本上决定某种气象灾害风险是否存在，而且还决定着该种风险的大小。当一种天气条件异常过程或超常变化达到某个临界值时，风险便可能发生。这种过程或变化的频率越高，给人类社会经济系统造成破坏的可能性就越大；过程或变化的超常的幅度越大，它对人类社会经济系统造成的破坏的程度就越重。因此，人类社会经济系统承受的来自该风险源的灾害风险就可能越高。在学术界，对风险源的这种性质，通常用风险源的危险性来描述，或简称为致灾危险性，如干旱的危险性、洪涝的危险性、泥石流的危险性等。

风险源的危险性用风险源的灾变可能性和变异强度两个因素进行度量。一般情况下，风险源的变异强度越大、发生灾变的可能性越大，则该风险源的危险性越高。风险源的变异强度及其对人类社会的影响是风险评估的主要内容；灾变发生的可能性是风险区划要研究的主要问题。风险源的灾变强度是一个物理问题，而风险源的灾变可能性则是一个概率问题，二者物理意义完全不同。

2、风险源危险性分析

风险源危险性包括风险源变异强度和变异可能性两个方面。变异可能性将在第五章进行讨论，本节只讨论风险源变异强度问题。风险源变异强度与下面几个因素有关：

首先，风险源变异强度与致灾因子有关，致灾因子是指一切可能引起人员伤亡、财产损失及资源破坏的各种自然异变因素。气象灾害是大气系统与地球表面系统相互作用的结果，气象致灾因子与气象灾害系统内部运动和变化有关，每一种气象灾害的致灾因子都不同。风灾的致灾因子是强风；雹灾的致灾因子是冰雹的着地动能和持续时间；旱灾的致灾因子是长时间少雨等。海洋灾害是海洋流体系统与地壳系统和大气系统相互作用产生巨浪和高潮位等结果。地质灾害是地质系统与大气系统相互作用的结果，致灾因子可以是地震，常见的是强降雨或不合理的人类开发活动导致的，或者是它们的共同作用。例如，泥石流灾害的致灾因子可能是一场暴雨，也可能是突然的冰雪融水或其它的增水事件等等。

其次，气象灾害风险源变异强度与孕灾环境有关。孕灾环境包括地形地势、海拔高度、山川水系分布、地质地貌等，是风险源变异强度另一决定因素。例如，同样的降水量，地势低洼的地方容易出现洪涝灾害，不容易出现干旱灾害。根据国土资源部全国县(市)地质灾害调查结果，降雨不仅是全部的泥石流，也是90％的滑坡和81％的崩塌灾害的引发因素(李媛等，2004)。虽然降雨是地质灾害最重要的触发因子，但是，在不同坡度、高程、地下水、斜坡岩石结构和岩性及植被状况等的地质地理条件下，触发滑坡、泥石流等地质灾害的临界降雨量是不同的。因此，地质地理环境条件是产生地质灾害的内因(内部条件)，降雨是诱发因子，是外因(外部条件)。又如，山地多冰雹，平原多龙卷风，都是孕灾环境不同造成的。

第三，气象灾害风险源变异强度与人类建设的防灾工程有关，这是因为防灾工程改变了致灾危险性。例如，防洪工程建设之后，防洪的标准提高了，即产生洪水的水位和临界流域面雨量提高了，所以，防洪工程是抗灾因子(致灾的反面)，是致灾危险性的决定因素之一。

因此，从本质上讲，致灾的物理条件(p)、孕灾环境(自然地质地理环境条件)和防灾工程()三者都是致灾危险性因子。风险源变异强度(Hh)是这三者的非线性函数：

(1.2)

气象风险源危险性分析的核心就是研究气象风险源变异强度的形成条件，即致灾临界气象条件。如果得到一种气象灾害的致灾临界气象条件，从理论上证明了这种气象灾害风险的存在，就可以根据致灾临界气象条件做气象灾害强度预报和预警。

孕灾环境(自然地理环境条件)以及防灾工程在一定时期内具有相对固定的特点，只有发生大的灾害，孕灾环境发生变化或新修了防灾工程，其致灾临界气象条件会发生明显的变化，必须重新研究确定。例如2008年北川地震极大地改变了当地的地质条件，产生地质灾害的临界雨量下降了。其次，原有的防灾设施被破坏，兴建了新的防灾设施，这些都使致灾临界气象条件明显改变。

风险源变异强度是致灾因子(它本身也与孕灾环境有关)、孕灾环境和防灾工程的高度非线性函数，不可能用线性模型描述。每一种气象灾害都有自己的特殊表达式，不可能用一个统一的模型表达，有些甚至无法用数学公式表达，需要具体问题具体分析。

3、承灾体及其易损性

风险源是风险存在的必要条件，只有风险源有可能危害某风险承载体(承灾体)后，该承灾体相对于该风险源才具有灾害风险。

对于风险形成来说，承灾体不仅决定了某种灾害风险是否存在，而且承灾体的性质还决定着灾害风险的形式和大小。承灾体易损性是指承灾体相对于某种风险源可能遭受损失的程度和水平。

4、承灾体的易损性分析

承灾体的易损性包括承灾体物理暴露和脆弱性两部分。

(1)承灾体的物理暴露

物理暴露是指暴露在气象灾害之下的人口、房屋、室内财产、农田、基础设施等的数量和价值量。

气象灾害风险是气象条件灾变作用于承灾体的结果。气象灾害风险首先取决于暴露在气象灾害中的承灾体的量，同样强度的灾害，经济越发达、人口和财产密度越大，暴露于灾害中的数量和价值量越多，可能造成损失的绝对值越大，灾害的风险就越高。因此，城市便成为防灾减灾的重点区域。

(2)承灾体的脆弱性

气象灾害风险取决于承灾体的脆弱性。承灾体的脆弱性是指风险承载体受气象灾变破坏的可能性和对这种破坏或损害的脆弱性，是承灾体遭受气象灾变时所表现出来的可能受到影响和破坏的一种度量。对于同一风险源，不同承灾体的脆弱性是不同的。

承灾体的脆弱性水平是影响灾害风险大小的基本因素之一。一般地说，承灾体相对于某风险源的脆弱性愈低，其遭受损失的可能性越小，灾害风险越低；反之愈高。

承灾体脆弱性高低与其自身的性质、对应的风险源大小以及两者间的相互作用方式均有关系。首先，承灾体自身性质是其脆弱性产生和脆弱性高低的内因和基础。承灾体自身的特点决定其对来自不同类型风险源影响，具有不同性质和程度的反应。如农作物对干旱缺水反应敏感，而对高温反应相对迟钝等。承灾体对某风险源脆弱性高低，直接取决于其在组成、结构和功能上的优良程度及其抗干扰能力。第二，承灾体的脆弱性是相对一定风险源而言的，风险源的种类不同，其脆弱性形式和水平也不同。例如，农作物对于干旱的脆弱性比对于高温的灾害脆弱性高；建筑物对于大风的脆弱性比对于干旱的脆弱性高。承灾体的脆弱性高低还与对应风险源的变异强度有关，风险源的变异强度越大，承灾体遭到破坏的可能性越大，其脆弱性越高。第三，承灾体对某风险源脆弱性高低，还与风险源与承灾体两者间的相互作用方式密切相关。例如，风通过折断农作物茎杆而产生灾害，洪涝则通过对农作物的淹渍使其生理过程出现障碍等。

(3)防灾减灾措施对承灾体易损性的影响

承灾体是指人类社会及其社会经济活动，人类社会能主动采取积极的防灾减灾行动降低自然灾害可能产生的风险。因此，承灾体脆弱性又可以分解为承灾体灾损敏感性和防灾减灾能力或适应与重建能力。

承灾体灾损敏感性是承灾体一旦遭受气象灾变打击时所表现出来的可能受到的影响和破坏的一种度量。

人类社会的防灾减灾能力或适应与重建能力可以降低承灾体的易损性，它包括应对能力和恢复力。易损性包括承灾体的物理暴露和脆弱性两个方面。例如，根据地质灾害风险区划，将居民点撤离地质灾害高风险区，以减少承灾体暴露于地质灾害区中的数量，从而降低地质灾害的风险，这是防御地质灾害最根本的措施。

防灾减灾措施是人类社会、特别是风险承担者用来应对灾害所采取的方针、政策、技术、方法和行动的总称。人类社会的防灾减灾能力也是某种灾害风险能否产生以及产生多大风险的重要影响因素，人类社会中各单项及综合的防灾减灾措施是为了减少承灾体的易损性。人类的防灾减灾能力是承灾体易损性的对立面，防灾减灾能力越强，承灾体的易损性越弱，相关的灾害风险就可能越小；反之，灾害风险可能越大。

人类防灾减灾能力有两种分解方法，一种是分解为工程性防灾减灾措施和非工程性防灾减灾措施；另一种是分解为应对能力和重建能力。对于风险评估而言，只有应对能力才与当前灾害事件的风险有关，重建能力可以提高承灾体的抗灾能力，对未来的风险评估有关，但对当前自然灾害事件的风险无关。因此，将人类防灾减灾能力分解为应对能力和重建能力更适用于灾害风险评估。

应对能力主要用于灾害发生过程中，社会系统如何自我调节以降低灾害的风险，包括灾害事件的监测预测预报预警和风险评估能力、应急预案的完备性、人员和财物的转移、救治能力等。重建能力主要用于灾后恢复、重建计划的制定，即找出薄弱环节及灾后高效恢复的措施和途径，包括重建规划的科学性和合理性、重建各类承灾体的抗灾能力等。

工程性防灾措施是指人类为了减少承灾体的易损性，主动进行防灾工程建设。为了防御风暴潮，人类在沿海筑起了防浪堤，以保护城市和农田；为了防御洪水，人类在易出现洪水的江河沿线建起了防洪堤、排涝设施、泄洪区等；两千多年以前李冰父子设计的都江堰兼备防洪和灌溉之利沿用至今，令人叹为观止；将承灾体撤离某风险源的高危险区，以降低该风险源的灾害风险等。这些防灾工程都是为了减少承灾体的物理暴露。

建筑物抗风能力、输电线抗覆冰能力、设施农业抗风和抗雪压能力等都是根据气象灾害的危险性水平来进行设计的，这些措施都是为了降低承灾体的脆弱性。

非工程性防灾措施包括灾害监测预测预报预警、政府防灾减灾决策和组织实施水平以及公众的防灾意识和知识等几个方面。

如果气象灾害可以预测预报预警，则为防灾赢得宝贵的时间，从而可以大大降低灾害风险，减轻灾害造成的损失。灾害预报警报水平越高，其风险就越低，防灾减灾的效益就越高，尤其是能大大减少人员的伤亡，因此灾害预测预报预警在防灾减灾中占有重要地位。

政府防灾减灾决策与组织实施的水平越高，灾害的风险就越低，可能造成的损失和影响就越小，特别是对于可以预测预报预警的气象灾害而言更是如此。进入21世纪以后，台风的预警水平有了很大的提高，各级政府又制定并组织实施了台风应急预案，因此台风造成的伤亡的人数大大减少，经济损失占GDP的比例明显下降。

防灾减灾不仅是政府的行为更是公众的行为，公众防灾意识和知识水平的提高对于防灾减灾至关重要。政府的行为也是为了公众的利益，只有公众的主动参与和积极配合才能转化为防灾减灾的有效行动。了解防灾的科学知识对于公众防灾减灾是十分必要的。例如，雷电天气不要在树下和尖端物下避雨便可以避免雷击，大风天气应当远离临时搭建物等便是避灾的基本常识。

根据以上的分析，我们可以得到气象灾害风险系统的结构如下(见图1.2)：

图1.2 气象灾害风险系统结构图