CM - 巨灾模型

鸳鸯加炼奶

巨灾（catastrophe）这个词已经成了越来越时髦的概念，频繁出现在监管、政策和规划的文件中，也更多的出现在媒体的文章中。

巨灾模型是通过数学公式和计算机运算对自然灾害事件做数字化的描述并判断其影响程度大小的一种计算机软件的统称。本文是上篇，主要解决巨灾模型是什么的问题。这里分为两个部分来说明，第一部分是自然灾害事件的数字化描述，第二部分是对其影响的估计。更好的理解一个软件是什么能做什么的方法是先从它不是什么和不能做什么入手，所以在开始回答上面问题前须澄清三个“不”。

一“不” 不是所有灾难/灾害都叫巨灾
巨灾有广义和侠义定义，广义上一切满足发生概率低、影响范围大的事件都可以称为巨灾，比如2020年的新冠大爆发；狭义上就是各个场景下的特指，比如使用在巨灾模型这个词里的巨灾就是广义解释的缩小，其代表的是可以被模拟的灾害，通常指的是热带气旋（Tropical cyclone，西太平洋叫台风 Typhoon，北美叫飓风Hurricane，大洋洲叫气旋Cyclone，欧洲叫风暴 wind storm）、地震、洪水、雹灾、龙卷风。这些能被当前商用的模型所模拟出来的自然灾害事件就是狭义上的巨灾。

二“不” 不是所有灾害都可以被模拟
这句描述应该说成：不是所有灾害的影响都能被模拟。虽然可以用比较简单的统计方法对任何已知的自然灾害的发生频率做估计和模拟，要想精确的模拟各种不同强度的灾害所造成的影响却是非常困难的。巨灾事件的发生频率很低，加上自然灾害造成的损毁往往由多种次生灾害共同导致，统计或精算的解决方案的可靠性则更低，更需要用灾害科学的理论方法把所有自然灾害的相互关系精确描绘出来，可惜到现在这方面还没有什么本质的突破，毕竟这取决于灾害科学本身的进步。比如当前商用模型里对地震影响的模拟，大多数是仅把地面震动（shake only）做为致灾原因的，不包括滑坡、堰塞湖洪水等次生灾害的影响，仅在一些地震频发地区加入地震引发的火灾的影响。商用工具跟实验室里的工具差距较大，很多商用模型不包含的灾害可能在实验室里存在，同时很多实验室里的程序可以实现的功能放在大的空间范围尺度上也不一定可行。

三“不” 不是所有模型都模拟所有可以被模拟的灾害
对于现有的可以被采购的商用模型来说，一个软件并不能涵盖所有灾害类别和所有地区，仅能保证纳入了主要经济体的主要自然灾害，所以需要采购不止一个软件来满足覆盖面的问题。关于为什么都叫台风或地震模型为什么结果不一样的问题，会在未来的文章里有所涉及，这里简单的解释成十个瞎子摸象，十人十个样吧。

澄清了三“不”，了解了巨灾模型的局限性，小编更倾向于把这个软件叫做灾害损失模型（风灾模型、震灾模型、洪灾模型），毕竟巨灾仅是灾害大类的子集。还有一个很令人费解的问题是：巨灾模型提供回归周期小于50或100年的不达到巨灾标准的灾害事件的损失模拟功能和名字的高冷有点不符，算是买一送一的意思？（可能也有把自己故意包装的高冷，提高门槛便于垄断吧。）看完三“不”也不要对CM失去信心，下面开始讨论巨灾模型有什么用，从对自然灾害的数字化描述和判断其造成影响两个部分来简述。

当前的商用巨灾模型一般会分为灾害、损毁、财务三个模块，前两个模块是科学模块，后一个模块是特定场景应用才会出现的模块。一般实验室里的灾害模型只有前两个模块，因为当前的商用模型的使用的场景主要在再保险业，因此财务模块成了一个“必须”的应用性功能模块。其实对于巨灾模型这个名字来说，这个模块是可以不存在的。

巨灾模型能实现对自然灾害的数字化描述嘛？能，但是。。。
当前的巨灾模型仅能对部分可模拟的灾害进行数字化反演，是通过灾害模块实现的。虽然可以实现这个功能，但是这个功能并不是只有这一个解决方法，关于这个方面后文章会涉及，这里不深入展开。当前商用巨灾模型的灾害模块的核心是随机事件集，随机事件集是通过对曾经发生的历史事件的特诊信息进行提取，再分析他们的物理数学特性，最后完成对灾害事件做出数字化描述。随机事件集包含了“所有”发生的历史事件，还包含可能发生的但暂时没有发生的更不常见的事件。通过这个步骤，自然灾害事件就成了数字化的表格存在于数据库中，当运行模型的时候就会根据模型的输入信息提取相应的事件供损毁模块做运算。虽然模型都会有这个模块，但是实现的方法却各有特点。（如果读者知道什么模型没有这个模块，请留言扫盲！非常感谢！）

巨灾模型能估计损失么？能，但是。。。
损毁模块也可以叫工程模块，是一个基于实验室观测数据和灾后实地察勘信息整合生产出的灾情等级对应损毁情况的损毁曲线（查表）或损毁方程（计算），模型通过这个模块估计出灾害造成的影响。计算时，模型先根据灾害模块里提取出灾害事件的各个特征值，尤其是致灾致损的关键信息（比如风灾模型里的风速或地震模型里的烈度），再根据查表或计算的方式估计损毁。当遍历完所有随机事件之后，就能得到一个事件和损毁相对应的列表。这个列表叫事件损失表（event loss table，ELT），这个表也是其他计算的基础。当前所有的模型里都可以做出这个表（如果读者知道什么模型没有这个模块，请留言扫盲！非常感谢！）

2021，SK，NT

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