海洋气象灾害概率预测及区划理论研究

我国地处西北太平洋沿岸，海岸线漫长,各类海洋气象灾害是影响沿海地区可持续性发展的最主要因素。近年来，随着全球气候变暖、海平面上升，海洋气象灾害的频次与强度都有增加的趋势，往往造成重大经济损失和人员伤亡。目前有关海洋气象灾害的综合性研究还没有成熟的体系。按照研究内容大致可分为机制研究（理论分析，数值预报）、概率特征研究和风险管理研究（灾害的评估及区划，灾害应急管理）。存在的问题主要有：单一的海洋气象灾害研究多，综合性的海岸带灾害研究少；有关灾害性海气现象的自然属性研究和社会属性研究结合不够。鉴于此，本项目以台风、寒潮、风暴潮、巨浪、暴雨、洪水等重要海洋气象灾害为研究对象，拟建立一个基于GIS技术，集概率预测、数值模拟、模糊聚类分析为一体的海洋气象灾害综合预测及区划理论体系，为海岸带防灾减灾工程提供科学依据与有力保障。

海洋气象灾害是影响人类生命安全和社会经济稳定发展的重要因素。近年来，随着全球气候变暖、海平面上升，海洋气象灾害的频次与强度都有增加的趋势。特别是一些超强灾害频频发生，严重威胁到人类的生存与发展。我国地处西北太平洋沿岸，幅员辽阔、海岸线漫长，所有沿海省份及部分内陆地区都会遭受到海洋气象灾害。目前我国有关海洋气象灾害的区划、预测方法以及防灾设防标准体系存在以下几个问题：缺少科学、合理的灾害区划和预警体系；现有的沿海设防标准不足以应对日益严重的各类灾害；近半数沿海防护工程不能达到设防标准，沿海工业、民用建筑防灾能力较低。因此，如何采取有效的措施以应对灾害引起的种种问题是中国未来所面临的重大挑战，制定科学、合理的海洋气象灾害区划及相应的防灾设防标准势在必行。. 本研究在前人研究的基础上，进一步深入研究了多维复合极值分布的理论求解法和随机模拟求解法。并以多维复合极值分布理论为核心，提出全新的双层嵌套多目标概率模式。该模式第一层（内层）是灾害特征因素的联合概率分析模型，第二层（外层）是各类致灾因素分析模型，用于对狂风、巨浪、暴潮、降雨以及相应的滑坡、泥石流等次生灾害进行概率预测。. 考虑到极端海洋环境的影响，本研究采用数值模拟、概率分析、灰色预测交叉结合的方法，将海工结构响应模型、灰色马尔科夫链模型纳入双层嵌套概率模式，进行极端海况对结构影响的长期概率分析。计算结果可作为结构可靠度分析的依据。. 本研究在对海洋气象灾害进行分析、预测的基础上，将灰色关联度模型与双层嵌套概率模式结合，建立灾害等级划分及灾害区划的方法，初步建立了灾害管理信息系统。. 综上所述，本项目基本按计划完成。研究表明，多维复合极值分布体现出年极值取样到过程取样法的进步以及单因素概率分析到多元联合概率分析的进步。双层嵌套多目标概率模式能够客观、科学的体现出海洋气象灾害致灾的整体机制，有利于对各类灾害作出合理的区划、预测及预警，对防灾减灾具有重要的实用价值，将带来巨大的经济和社会效益。