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系统科学体系在城市气象减灾中的应用

发布时间:2013-12-20

  系统枓学体系包括系统论、控制论、佶总论、耗散结构理论、自组织理 论、突变论等一系列分支学科或理论,对于研究城市气象灾害的发生、演变规律和减灾管理都只具有重要的指导意义。

  1、综合减灾的系统论思想

  一般系统论是贝塔朗菲在1937年提出来的,认为“系统是相互作用的诸要素的复合体”,强调系统运动的动态观点和系统结构的等级观点。

  每一种城市气象灾害都是由孕灾环境、致灾闪素、灾害载体与承灾体构成了灾害系统;各类灾害之间相互联系又组成复杂的多元灾害系统;减灾涉及自然、社会、经济各个方而。因此,减灾必须以现代系统论作为指导。如不是系统地而是孤立地看问题,就很难在复杂的众多因素中正确把握灾害链及致灾因素间的因果关系;很难摆脱头痛医失脚痛医脚的短期行为和鼠目寸光;很难调动全社会的力量争取最大的减灾效益。

  与自然生态系统及乡村系统不同,城市是一个庞大和复杂的社会——经济——生态系统。具有人口与经济密集,人类活动强度大且对城市气象的影响很大的特点,导致城市气象灾害的发生及其对城市各行各业造成的损失都与 乡村有很大的不同,城市气象减灾涉及灾前的预防、灾中的抗御和灾后的救援等环节,每个环都可以看成是一个系统,前后环节之问存在有机的联系。! 城市气象减灾需要在政府主导下,调动全社会的力量,这就必然涉及城市的不同部门、行业和社区。在城市气象减灾的各类行动中,都会涉及与其他部门、行业及与社区之间的联系和协调,要实现高效的减灾,必须以系统论为指导,优化减灾系统的结构,来谋求系统减灾功能的充分发挥。

  2、幻控制论在减灾中的应用

  维纳在1943年创立的控制论主要研究系统的可控性及自动控制系统的途径和理论。到20世纪70年代控制论成为减灾的重要理论基础。所谓灾害的|可管理即可控性,虽然大多数自然灾害是很难阻止其发生的,但人类仍有可能运用控制论的方法,特别是反馈原现对其进行监测并在一定程度上控制和缩小其负面影响。城市气象减灾中根据气象要素预报预警及灾情监测所做出的减灾决策,就是应用控制论中的反馈原理。

  3、信息论与减灾

  美国贝尔电活研究所的申农1948年提出了信息论,其基本内容足研究信 源、信宿、信道及编码问题,后来扩展到研究信息的产生、获取、变换、传输、存储、处埋、指示、识别、利用等,成为系统科学的重要组成和控制论的基础。城市气象减灾需要获取和处理灾害信息,分析其成因及影响因素, 才能发现正确的减灾途径。而每次灾害之后积累的减灾信息又可成为今后改进减火工作的宝贵依据。对灾害的监测、预报、评估和建立灾害数据库都离不开控制论的指导。

  4、耗散结构理论在减灾中的应用

  1969年普里戈津的耗散结构理论一提出就在国际社会引起了很大反响, 并在近20多年取得了迅速的发展。这一理论指出自组织现象只打在非平衡系统中,在与外界有着物质和能量交换的情况下,系统内各要素存在着复杂的非线性相干效应时外可能发生,并把这样条件下产生的自组织有序态称为耗散结构。城市气象灾害在一定意义上对看作对城市系统的一种无序化破坏, 要提高系统的抗御灾害能力,保证社会经济的持续发展,就需要从系统外部输入物质、能量和信息,改进系统的结构,提高系统的稳定度和组织能力。 没有必要的减灾资金、物资、技术与信息的投人,承灾体就变成了一个封闭系统,会在灾害面前变得十分脆弱和易损。

  5、突发性灾害与突变论

  托姆1972年创始的突变论研究系统结构的突变现象及其机制,突变即系统旧结构的顷刻瓦解和新结构的立即诞生。他用拓扑学、奇点理论和结构稳定性等数学工具研究非连续性的突变现象,描述了飞跃(突变)和渐变树种质变方式的实现条件和范围。严重的灾害可看成是一种突变,研究系统惯性回归作用与涨落之间的关系,将有助改进对突发性灾害的顶测。许多城市气象灾害有突发性,尤其是强对流天气引发的暴雨、大风、雷电、冰雹等。