杜詠崢，梁舒同，李奕欣，王錦賢

（西藏大學 工學院，西藏 拉薩）

引言

本文首先探討受三重拉尼娜事件影響的國家和地區(qū)[1]。通過國際氣象平臺數(shù)據(jù)、中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務(wù)、NOAA 數(shù)據(jù)庫和相關(guān)氣象文獻，搜索出受三重拉尼娜事件影響的國家，并根據(jù)過去的數(shù)據(jù)對這些國家進行分析，研究三重拉尼娜事件主要是由哪些因素造成的[2]。建立時間序列模型和灰色預測模型，預測未來發(fā)生三重拉尼娜事件的可能性。其次，收集了近年來中國經(jīng)濟形勢的數(shù)據(jù)，并與災害時期的數(shù)據(jù)進行對比，評估干旱和高溫造成的損失，然后建立拓撲分析模型和層次分析法，比較和評估三重拉尼娜事件造成的損失中哪種損失最嚴重，并根據(jù)損失情況提出應(yīng)對政策。第三，收集了中國近幾年的數(shù)據(jù)，如人口、GDP 等，并與災害發(fā)生時的數(shù)據(jù)進行對比，評估洪災造成的損失，建立了一個較好的模型來分析和評估三重拉尼娜事件造成的損失，分析洪災中哪種損失最嚴重，并根據(jù)實際情況提出合理可行的對策。最后根據(jù)上述模型得出的結(jié)論，從多維度、多角度對三重拉尼娜事件發(fā)生的原因和結(jié)果進行具體分析，并將三重拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生的全過程向有關(guān)部門進行匯報，為防止此類損失的發(fā)生提出建設(shè)性意見（見圖1 和圖2）。

圖1 全球干旱指數(shù)

圖2 1972-2000 年平均降水量

1 分析預測

1.1 預測未來發(fā)生三重拉尼娜現(xiàn)象的可能性

根據(jù)GM（1.1）模型，得到指定時區(qū)內(nèi)的預測值，并根據(jù)實際問題的需要給出相應(yīng)的預測預報。

1.2 高溫和干旱導致各種災害損失評估分析

此問題數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，變量為人員傷亡損失、室內(nèi)物品損壞價值損失、農(nóng)產(chǎn)品損壞價值損失、林木損壞價值損失和耕地損壞價值損失。采用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP），將與決策有關(guān)的要素分解為目標、標準、方案等多個層次，在此基礎(chǔ)上形成的一種系統(tǒng)、簡單、靈活、有效的決策方法。該算法用于指標權(quán)重的確定和定量方案的選擇。

在分層評價模型中，確定了整個決策事件的目標層、準則層和解決方案層。通過兩兩比較，確定每個準則層對目標層的權(quán)重。通常我們使用Santy 的1-9 比例法（見表1）[5]。

表1 Santy 的1-9 比例法

對于準則層A，我們可以構(gòu)建一個

我們采用這種方法對矩陣進行歸一化處理，以便在變換后使每個屬性的最優(yōu)值為1，最差值為0。

這兩種模式都認為，三重拉尼娜現(xiàn)象下的高溫和干旱對西北干旱區(qū)的影響最大，其次是東部季風區(qū)。層次結(jié)構(gòu)模型以人員傷亡損失、直接經(jīng)濟損失、間接經(jīng)濟損失、恢復期損失情況和救災投入為影響因素[6]，通過各因素之間的兩兩比較，構(gòu)建判斷矩陣；在Topsis模型中，采用專家評分法確定區(qū)域災害損失綜合評價指標體系。以人員傷亡損失、室內(nèi)物品損失價值、農(nóng)產(chǎn)品損失價值、林木損失價值、耕地損失價值五個重要性較高的因素作為評價指標。

但值得注意的是，層次分析法主觀性較強，方案層級不宜過多，數(shù)據(jù)是通過構(gòu)建基于成對比較法和1～9 比例表的判斷矩陣得到的。

因此，使用Topsis 模型進行災害損失評估更為準確。

2 測試方法

2.1 灰色預測模型評價分析

建模過程如圖3、圖4 所示。

圖3 灰色預測模型建模過程

圖4 灰色預測模型的模型驗證和評價分析

通過在Matlab 中編程求解，將預測值與實際統(tǒng)計值進行比較，如表2 所示。根據(jù)每年的統(tǒng)計報告，2017-2021 年海洋溫度分布在0.6～0.8 ℃之間，從預測結(jié)果可以看出，預測值與實際值非常接近。預計2022 年海洋溫度將下降到0.63 ℃，出現(xiàn)三重拉尼娜現(xiàn)象的概率很大，超過50%。

表2 灰色預報模式和時間序列模式的預測值與真實價值

2.2 分級模型的驗證

在使用Topsis 算法進行中采用專家打分的方法確定區(qū)域災害損失綜合評價指標體系。n=3；m=14。經(jīng)過上述處理后，我們采用5 個重要性較高的因素作為評價指標，即人員傷亡損失、室內(nèi)物品損失價值、農(nóng)產(chǎn)品損失價值、林木損失價值和耕地損失價值。

Matlab 編程求解，結(jié)果如表3 所示。

表3 Matlab 編程求解結(jié)果

這兩種模式都認為，三重拉尼娜現(xiàn)象下的高溫和干旱對西北干旱區(qū)的影響最大，其次是東部季風區(qū)。針對干旱的成因，可采取以下措施有效防御干旱或減少干旱損失：優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局，改進生產(chǎn)技術(shù)，選種耐旱品種，深耕細作，地膜覆蓋；興修水利，合理灌溉；退耕還林，涵養(yǎng)水源，大規(guī)模綠化造林，減少水土流失[7]。

3 結(jié)論及建議

針對今年的三重拉尼娜現(xiàn)象，本文預測今年冬天我國將出現(xiàn)寒潮，而夏天，我國南方多地將出現(xiàn)高溫酷暑天氣，北方多地出現(xiàn)大范圍降水，華北地區(qū)汛期降水也將增多，而歐洲多地則出現(xiàn)罕見干旱。高溫和大規(guī)模降雨、干旱現(xiàn)象給許多國家造成了不同程度的經(jīng)濟損失和人員傷亡，也影響了農(nóng)產(chǎn)品的收成。颶風、暴雨和干旱都是三重拉尼娜現(xiàn)象的特征。

為此，我們應(yīng)該改善耕作制度，改變作物構(gòu)成，選育耐旱品種，充分利用有限的降水，減少拉尼娜的影響；相關(guān)決策部門可根據(jù)高溫天氣采取停課、停工等相關(guān)措施，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全。