The challenge of unprecedented floods and droughts in risk management
Heidi Kreibich et al. 2022 in nature

近年來,雖然人類社會對災害風險管理調控能力有所提升,但是洪水和乾旱等極端事件對社會經濟的影響卻並未得到有效控制。世界上仍有相當多國家和地區面臨著極端災害的威脅,並且這種威脅隨著全球氣候變化背景下極端事件發生頻率急劇攀升而不斷加劇,尤其在面對前所未有災害的災害強度時,人類社會目前採取的極端災害的風險管理和應對措施仍然顯得十分乏力。

本文遵循聯合國防災減災署對災害管理的框架,從減災的三大基本要素:預防新生災害、減緩已有災害,控制剩餘風險出發,應用全球範圍內45組發生在同一地點的洪水和乾旱事件(包括了不同社會經濟和水文氣候背景下的26對洪水和19對乾旱事件)(如圖1),使用因子變化時間序列分析方法,評估了災害影響(Impact)與其三大驅動要素:致災性(Hazard)、暴露度(Exposure)、脆弱性(Exposure)以及人類災害管理水平的變化關係。

圖1 洪水和乾旱事件對的災害影響與驅動因子變化

本文使用Spearman相關分析方法對災害影響變化與其驅動因子進行歸因,結果如圖2所示。對於洪水災害,災害影響變化與三大驅動因子的變化都顯著正相關,同時只有洪水災害的暴露度與致災性顯著正相關,其他驅動因子之間不存在顯著相關關係。這個結果表明了三大驅動因子對於緩解洪水事件災害影響均起到重要作用,補充了過去研究僅強調脆弱性作用的結論。對於乾旱災害影響,結果表明其變化主要與致災性和暴露度變化呈顯著正相關,而與脆弱度的相關性不佳。例如1987-1992發生在美國加利福尼亞的乾旱事件,雖然其與2011-2016的事件相比影響增加、致災性不變,但其暴露度增加,而脆弱性減少,表明對於乾旱事件而言,暴露度比脆弱性的變化對減緩乾旱影響更加重要,說明災害管理對脆弱性的改善成效受災害類型影響顯著。

圖2 各因子變化的相關矩陣與樣本分佈直方圖

進一步地,本文將災害事件影響變化分為減弱和增加兩類。對於災害影響減弱的樣本,不論旱澇,基本由致災性和脆弱性下降導致,而暴露度的一致性不好(如圖2b,d)。例如先後於2007年和2013年發生在印度尼西亞雅加達的洪水,分別為50和33年一遇的洪水災害,後者致災性減弱,再輔以自首次災害以來採取的合適風險管理措施,使得當地的脆弱性降低,最終導致災害影響降低。對於災害影響增加的樣本,其多數樣本(85%)的致災性也呈現增加趨勢,同時暴露度也有所提高,而脆弱性的降低不足以緩解這類事件的影響加劇趨勢。(如圖3中紫色圈中的事件),僅有兩個樣本表現為致災性增加而災害影響降低(即圖3中綠色圈中的事件),表明風險管理對預期內的災害初見成效,而對罕見災害管控能力不足。

圖3 致災性變化和災害影響變化的關係

對於人類採取的風險管理措施,其作用主要是降低脆弱性,由此對災害影響起到降低作用。如秘魯於1998年發生致災性較高的洪水之後,當地通過設立災害風險應對中心、臨近洪水預報、洪水演練和災害宣傳等措施,在2017年發生致災性稍低的洪水,且暴露人口增加的情況下,成功將死亡人數從原來的366人減少到159人。但是這種作用僅對洪水事件影響較為顯著,而對乾旱事件影響不足(如圖2a, c)。這一區別可能源於乾旱災害管理措施的溢出效應(spillover),因為目前對乾旱災害的應對措施大多屬於調度型,例如通過從生活用水部門取水以滿足農業灌溉需求,在長期缺水的旱災背景下,這會導致不同部門間受災情況此消彼長。而且圖3揭示的現狀表明,在面對略微增強的災害(+1)時,合理的風險管控措施可以控制災害的影響;但是對於前所未有的災害(+2),目前的管控措施大多無能為力。如2014年發生在瑞典馬爾莫市的洪水,其致災性超出此前災害的5倍,遠超已有水利設施的承載限度,無可避免地造成了更嚴重的經濟損失。

本文分析了目前面對前所未有的劇烈災害,人類的風險管理措施難有成效的主要原因一方面是防災工程的設計上限只能以先前經驗為基準,另一方面是預防災害的策略受限於人對風險評估的認知偏差,而往往會受已有事件的侷限性影響。

最後,未來極端自然災害的可以從兩個成功抵禦更強災害的特例(發生在西班牙和德國洪水事件)中吸取以下成功經驗,1. 應用高效的災害管理與應急響應措施以及開展多方合作;2. 提高防災的工程性與非工程性措施的投資;3. 提高早期預警與實時災情監控能力。


注1:第一作者單位是GFZ German Research Centre for Geosciences, Section Hydrology, Potsdam, Germany
注2:edited by 地學新文獻&Gui Xu