气候变化影响区域不稳定性的优化研究

张紫东，张雷



气候变化影响区域不稳定性的优化研究

张紫东，张雷

（重庆交通大学，重庆 400074）

随着经济和人口的快速增长，气候变化对人们造成了越来越大的影响，其中，最严重的影响是给某些区域带来一定的安全风险。选取了一系列的因素，通过层次分析法和模糊综合评价模型建立了衡量国家脆弱性的指标，以此来衡量气候变化对国家不稳定性造成的影响。

气候变化；层次分析法；模糊综合评价模型；人口数量

气候变化带来的影响包括干旱增加、冰川萎缩、动植物范围的变化、海平面上升，这些变化因地区而异。这些影响将改变人类的生活方式，可能导致社会和政府结构的衰弱和崩溃，而不稳定的政府体系可能导致国家脆弱性的提升，并陷入危机。

具体而言，不稳定的国家是指某国的政府不能或刻意不供应足够的生活必需品，该国人民抵御气候突变（比如自然灾害、耕地面积减少、天气变化莫测、气温升高）的抵抗力较弱，这很可能引发国家不稳定的政府治理问题。

1 国家脆弱性的衡量模型

1.1 模型的背景

通过相关文献的查询，我们了解到气候变化的主要影响因素是降水、温度、自然灾害和移民数量。这4个指标将影响水资源、食物、能源和人口数量，进而影响国家的经济发展。要想评估一个国家的脆弱性需要很多指标，我们首先需要了解漏洞评估的定义。脆弱性评估主要探讨自然和人文系统本身的结构和功能，然后通过外部压力（自然和人为）预测其对系统的影响，并评估系统自身对外部压力的抵抗力以及从不利影响中恢复的能力，其目的是为了保障系统的可持续发展，减轻外部应力系统的不利影响和为退化系统的综合治理提供政策依据[1]。

世界银行制定了2个脆弱性指数，即国家政策和机构评估/资源分配指数（CPIA/IRAI）和全球治理指数（WGI）。

1.2 模型的假设

为了得出理论性的结论，建立的数学模型要在以下假设中成立：①认为数据是正确且可信的；②假设主要影响气候变化的因素是自然灾害风险、降雨量和温度；③认为温度上升的主要原因为二氧化碳的排放；④每一个因素在所有国家中所占影响权重是相同的；⑤每一个因素的数据为每年数据的平均数。

1.3 模型的建立

通过查阅文献，确定了15个用来衡量国家不稳定性的因素：安全装置（A1）；战争（A2）；政府政策（A3）；人口迁移与人才流失（A4）；国家合法性（A5）；人权（A6）；经济（A7）；经济不平等性（A8）；公共服务（A9）；人口压力（A10）；难民和国内流离失所者（A11）；外部干预（A12）；国家灾难（A13）；降雨量（A14）；温度（A15）。

根据因素的类型，分为5种类型：①安保因素，包括A1；②政治因素，包括A2，A3，A4，A5，A6；③经济因素，包括A7，A8；④社会因素，包括A9，A10，A11，A12；⑤环境因素，包括A13，A14，A15.

利用层次分析法写出各个因素在各个类型中间的权重：

再利用成分分析法写出这5个类型之间的权重比：

我们使用模糊综合评价模型可以计算出一个国家的综合脆弱性指数值。计算出所有国家的指数，令所有指数的中位数为，方差为.我们规定，如果一个国家的综合脆弱性指数属于具有[－，+]范围的范围，如果复合指数大于+，则它属于脆弱状态；如果复合指数小于+，则它属于稳定状态，以此来衡量一个国家是否处于脆弱状态。

1.4 模型的应用

我们选择非洲国家苏丹进行实例分析。通过查询数据获得了1991—2015年苏丹的温度和降雨量数据，处理数据后得到了年平均气温和年降水量数据。在同一时间，2015年的年平均气温是年平均降雨量的标准差。在此基础上，我们对计算出的数据进行排序，得到年中温度和年降雨量的中位数，得出中位数加上或减去标准差的温度，处于变量范围，即在温度降雨数据中不会引起国家脆弱性指数的变化。所以，我们可以得到的变化范围为：

式（1）中：t为年平均温度的中位数；t为年平均温度的标准偏差；r为年平均降雨量数据；r为年平均降雨量的标准差。如果年平均气温和年平均降雨量分别处于这2个区间，则认为气候变化对这个国家的脆弱性没有影响；否则，就会造成影响。

将我们的计算结果与未考虑气候变化国家的计算结果进行比较，难以得出没有气候变化收益的国家脆弱性指数。因此，加入气候影响后的国家脆弱性指数如表2所示。

表1 苏丹的国家脆弱性指数

年份2006200720082009201020112012201320142015 P9.419.549.469.369.389.069.239.379.249.31

表2 加入气候影响后的国家脆弱性指数

年份2006200720082009201020112012201320142015 P9.139.428.899.059.218.758.708.978.718.78

对比2组结果进行绘图，如图1所示。

图1 2组结果的条形图

2 结论

我们可以从图1中清楚看到，在气候变化的情况下，国家的综合脆弱性指数高于脆弱指数，这表明气候变化可以提升国家的脆弱性，使一个国家更加脆弱。

［1］Janssena M A，Schoon M L，Ke W，et al.Scholarly networks on resilience，vulnerability and adaptation within the human dimensions of global environmental change［J］.Global Environmental Change，2007，16（03）： 240- 252.

［2］Timmerman P.Vulnerability，Resilience and the Collapse of Society：A Review of Models and Possible Climatic Applications［D］.Toronto，Canada：Institute for Environmental Studies，University of Toronto，1981.

［3］Rygel L，O’sullivan D，Yarnal B.A Method for Constructing a Social Vulnerability Index：An Application to Hurricane Storm Surges in a Developed Country［J］.Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change， 2006，11（03）：741，764.

2095－6835（2018）20－0104－02

D922

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.20.104

张紫东（1996—），男，山东淄博人，重庆交通大学本科生，研究方向为优化算法。

张雷（1980—），男，重庆人，副教授，研究方向为复杂网络、优化控制。

〔编辑：张思楠〕