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基于空间统计模型的热带气旋灾害模拟及其风险评估 暨南大学 廖远强、漆嘉琦、陈志辉 目录 目录1 摘要2 1 引言3 1.1 问题提出3 1.2 研究现状3 1.3 研究思路4 2 方法综述4 2.1 理论简介4 2.2 数据来源6 2.3 主要步骤7 3 模拟过程7 3.1 路径划分7 3.2 起点生成9 3.3 路径模拟12 3.4 终止概率13 4 模拟结果14 4.1 登陆数检验15 4.2 风速检验16 5 风险评估18 5.1 重现期18 5.2 风险图22 6 结论与展望25 参考文献26 1 摘要 我国地处西北太平洋洋沿岸，沿海地区自古以来就饱受台风灾害的肆虐，如 何准确评估受灾风险，减轻台风灾害历来是政府部门和人民群众所关心的问题， 同时也是科研人员的研究热点。本文采用中国台风网提供的CMA-STI 热带气旋最 佳路径数据集，通过引入空间统计模型，结合马尔可夫——蒙特卡罗方法模拟了 西北太平洋的热带气旋路径，假设检验结果表明，模拟结果与历史情况相当吻合， 多次模拟可以消除了历史数据的时空局限性。在此基础上，本文以广东省为例， 给出了以地级市为单位的风险评估。研究发现基于模拟数据的风险评估更为稳 健。与历史数据相比较，基于模拟数据估计的重现水平更具准确性和稳定性；同 时，本文绘制出了基于模拟数据的大比例极端风速风险图，很大程度上提高了风 险评估的实用性，其结果可以作为保险行业开展巨灾保险业务，政府部门制定防 灾减灾规划的科学依据。 关键词：空间点随机过程 马尔可夫蒙特卡罗模拟 风险评估 重现期 风险图 2 1 引言 1.1 问题提出 热带气旋(Tropical Cyclone)是形成在热带或副热带洋面上，具有组织的对流 和确定气旋性环流的非锋面性涡旋的统称[6]，一般把发展强烈的热带气旋叫做 台风。在全球热带气旋生成区中，西北太平洋是全球热带气旋生成频率最高（约 占全球的36% ），台风强度最强（台风中心气压达875hPa ）的区域[8]，而我国地 处亚洲东部，西北太平洋沿岸，这就注定了我国是世界上几个遭受台风灾害最为 严最为严重的国家之一。我国的受灾区域主要集中在沿海地区，南起两广，北至 辽宁，在过去的30 年里，沿海地区的经济得到了飞速发展，人口、财富高度集 中，因此，也成为了最为脆弱的受灾区域。2009 年，大型台风莫拉克登录我国 沿海地区，直接影响福建、江西、浙江等地，受影响人数达1 亿之多，估计直接 经济损失 14.16 亿美元[3]，打破了过去10 年单个台风的损失记录。研究表明， 在全球气候变暖的情况下，极端台风的发生频率和强度也在增加，为了提高受灾 区域抵御能力、减少生命财产损失，从20 世纪90 年代以来，热带气旋灾害的研 究逐渐成为全球自然灾害的研究热点。 1.2 研究现状 鉴于台风灾害的严重性，我国学者开展了广泛的研究工作，主要集中在台风 路径，强度等致灾因子方面。近年来，对台风灾害的社会经济影响，特别是对风 险方面的研究逐渐多起来，主要方法是通过已有观测数据建立相关灾害指标，再 应用一些评估方法或分级模型，如综合评价、灰色关联、模糊判别等方法，得出 灾害指标的等级和相关权重，在此基础上对受灾区域进行风险评估[1][2][4][5]。 这类方法的优点是通过各种指标的综合评价能够得出综合反映台风灾害风险的 等级指