新乐市大风灾害经济风险评估

徐艺芙，陈笑娟＊，李 婷，魏 军

1.中国气象局 雄安大气边界层重点开放实验室，河北雄安 071800；2.河北省气象与生态环境重点实验室，河北石家庄 050021；3.河北省气象灾害防御和环境气象中心，河北石家庄 050021

大风灾害是新乐市主要的气象灾害之一。大风可造成农作物损失、损坏农业设施、破坏植被等危害，更甚者会吹倒树干、造成建筑物严重损坏，对交通运输、农业、渔业、林业以及居民生命财产安全造成危害，还可能产生其他自然灾害加剧的间接危害。目前，国内外学者对大风灾害易发区域，如新疆、吉林等风灾多发区[1-2]的气候特征和风险已展开广泛评估。孙霞等[3]对河北省大风灾害及风险区划进行分析，大风灾害作为河北省主要的气象灾害之一，对当地人民生产生活造成了较为严重的影响。

新乐市地处太行山东，拥有优质的水资源和土壤资源，同时位于河北省大风灾害重度危险地区。当地耕地面积3.13万hm2，大面积种植西瓜、花生、蔬菜等农作物，形成当地特色产业[4]。作为对农业生产影响最大的气象灾害之一，大风更易间接造成当地居民经济财产损失。进一步分析县级市区域内大风危险性分布特征、评估大风对经济承灾体造成的灾害风险，为当地城乡规划建设、公共服务建设以及大风灾害防御规划等工作提供参考。

1 数据资料与研究方法

1.1 资料来源

气象数据选取1978—2020年新乐市及周边曲阳、行唐、正定、定州、藁城、无极共7个国家地面气象站基本资料，包括日最大风速和风向、日极大风速和风向、天气现象等气象资料，数据来源于河北省气象局，经过严格质控。承灾体数据为2020年新乐市30弧秒网格GDP数据、基础地理信息包括境界（县界）、地形地貌等要素数据均来自国务院普查办。

1.2 研究方法

选取大风年平均次数和年平均极大风速值作为大风灾害致灾因子。利用新乐市及周边共7个国家气象站日最大风速资料，通过幂函数、指数等多函数拟合日极大风速，选取拟合程度最优函数，延长并订正极大风速历史资料序列，拟合公式见表1。

表1 拟合公式表

将大风年平均次数和年平均极大风速进行归一化处理后，采用专家打分法[5]确定各指标权重，加权求和构建大风危险性指数模型：

式（1）中，H为大风灾害危险性指数，WF、WV分别为大风年平均次数和极大风速所占权重，XF、XF分别为大风年平均次数和极大风速值进行归一化处理后的值。

选取经济作为承灾体分析新乐市大风灾害风险，计算承灾体暴露度指数：

式（2）中，E为承灾体的暴露度指数，S为新乐市GDP密度。

综合考虑地形、植被覆盖影响等因子，选取空气动力学中“粗糙度”作为大风孕灾环境敏感性指标（S）。分别将大风致危险性指数、承灾体暴露度与孕灾环境敏感性进行归一化处理后，建立大风灾害风险评估模型：

式（3）中，Rp为大风灾害对承灾体影响的风险程度；H、S、EP分别为大风危险性指数、孕灾环境敏感性和承灾体暴露度；WH、WS、WEF分别为指标权重，根据专家打分法赋值。

2 结果与分析

2.1 新乐市大风致灾危险性空间分布结果

利用新乐市和周边曲阳、行唐、正定、定州、藁城、无极共7个国家气象站大风致灾危险性指数计算结果，综合考虑地形地貌、区域气候特征等因素，利用克里金插值法对大风灾害致灾因子危险性指数进行空间插值，利用自然断点法将致灾危险性评估结果划分为4个等级，用不同颜色标示，得到大风灾害致灾危险性空间分布图，制图过程利用ArcGis 10.7版本实现。结果见图1。

由图1可知，新乐市大风危险性由中间向四周呈增加趋势。长寿街道、马头铺镇、协神乡东部和化皮镇东部少部分地区为低危险区，邯邰镇西部、彭家庄回族乡、木村乡、协神乡和化皮镇为较低危险区，邯邰镇、杜固镇、承安镇、正莫镇、南大岳镇和协神乡西部少部分地区为较高危险区，东王镇、邯邰镇东部和杜固镇东部地区为大风高危险区。

2.2 新乐市经济暴露度

由图2可知，新乐市经济暴露度等级整体呈中间高、四周低的变化趋势。长寿街道为经济暴露度高等级区，当地GDP水平较高；经济暴露度较高值区分布于木村乡、协神乡、承安镇、杜固镇、正莫镇和南大岳镇大部分地区，其他乡镇有零散分布；东王镇、邯邰镇等其他乡镇多为经济暴露度较低等级区；化皮镇中部有少部分低等级区。

图2 新乐市经济暴露度等级的空间分布特征

2.3 新乐市大风灾害风险评估

新乐市孕灾环境敏感性整体为低等级，结合大风灾害致灾危险性等级空间分布和经济暴露度等级分布，构建大风灾害经济风险评估模型并对评估结果进行分区。新乐市大风灾害经济风险等级空间分布特征（图3）表明：新乐市大风灾害经济风险等级自西向东逐渐递增，高等级区位于长寿街道；东王镇、邯邰镇、杜固镇、南大岳镇、正莫镇北部和承安镇北部、中部地区为较高等级区，协神乡、木村乡和彭家庄回族乡有少部分高等级区；其他地区多为中—较低等级区。

图3 新乐市大风灾害经济风险等级的空间分布特征

3 小结与讨论

通过对新乐市大风灾害危险性的评价，结合承灾体暴露度、孕灾环境敏感性构建大风灾害经济风险评估模型，得到新乐市大风灾害经济风险等级空间分布图，得出结论如下：

（1）新乐市大风危险性较高值区分布于东部和北部地区。

（2）新乐市经济暴露度高等级区位于长寿街道，中部和东北部乡镇有大部分较高等级区，其他地区为中—较低等级。

（3）新乐市大风经济风险高等级区位于长寿街道、协神乡北部少部分地区、东王镇东部和邯邰镇东南部地区；邯邰镇东部、东王镇大部分地区以及东北部乡镇的大部分地区为较高风险等级区；其他地区为中—较低等级区。

（4）新乐市大风灾害经济风险高等级区与大风灾害致灾危险性高值区、经济暴露度高值区相重合，表明灾害风险的发生与致灾危险性和承灾体暴露度密切相关，气象灾害的发生是多种因素共同影响的结果，需综合考量。结合新乐市大风灾害风险的区域性特点和农业产业分布，可针对风险较高地区采取有效防风措施。新乐市东部东王镇地区拥有大范围中大棚西瓜种植和优质蔬菜生产基地[6]，可通过压膜线将棚膜压为波浪式结构，防止大风侵袭时大棚产生波动，减少损毁，并利用网兜保护大棚中瓜果产物。大风灾害风险评估结果对新乐市今后科学防灾减灾工作具有指导意义，相关部门采取应对方法时应有所侧重。