How does climate change influence regional instability?
包括增加的干旱频轿,冰川萎縮,動(dòng)植物種類變化以及海平面上升在內(nèi)的氣候變化的影響已經(jīng)在實(shí)現(xiàn),并且因地區(qū)而異童本。政府間氣候變化專門委員會(huì)認(rèn)為朗鸠,氣候變化的凈損害成本可能很大秒拔。這些影響中的許多會(huì)改變?nèi)祟惖纳罘绞剑⒂锌赡軐?dǎo)致社會(huì)和政府結(jié)構(gòu)的弱化和崩潰粱胜。因此柄驻,不穩(wěn)定的政府可能會(huì)導(dǎo)致脆弱的國(guó)家。
脆弱的國(guó)家是州政府無法或者不愿意為人民提供基本要素的國(guó)家焙压。為了這個(gè)問題的目的鸿脓,“國(guó)家”是指一個(gè)主權(quán)國(guó)家或國(guó)家。脆弱的國(guó)家增加了一個(gè)國(guó)家人口易受諸如自然災(zāi)害涯曲,減少耕地野哭,不可預(yù)測(cè)的天氣和氣溫升高等氣候沖擊的影響。發(fā)展中國(guó)家普遍存在的不可持續(xù)的環(huán)境實(shí)踐幻件,移民和資源短缺可能進(jìn)一步加劇治理不力的國(guó)家(Schwartz and Randall拨黔,2003; Theisen,Gleditsch和Buhaug绰沥,2013)篱蝇。可以說徽曲,敘利亞和也門的干旱進(jìn)一步加劇了已經(jīng)脆弱的國(guó)家零截。環(huán)境壓力本身并不一定會(huì)引發(fā)暴力沖突,但有證據(jù)表明秃臣,當(dāng)它與治理薄弱和社會(huì)分裂相結(jié)合的時(shí)候涧衙,它就會(huì)導(dǎo)致暴力沖突。這種融合可以加劇暴力的螺旋式增長(zhǎng)奥此,典型的是潛在的種族和政治分歧(Krakowka弧哎,Heimel和Galgano)
1 Introduction
- Backgroud
- Literature Review
- Our Work
我們的工作流程
【某流程圖】
我們?cè)?a target="_blank" rel="nofollow">脆弱國(guó)家指數(shù)網(wǎng)站上收集到近五年各個(gè)國(guó)家的fragile states index。
【某指標(biāo)圖】
- Optimization model
2 Assumptions
3 Model of fragility and climate change
這里寫一段文字得院,敘述本部分包括衡量國(guó)家脆弱性基本模型與加入氣候變化影響分析模型傻铣。
3.1 衡量國(guó)家脆弱性基本模型
- 3.1.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理
在處理多個(gè)特征時(shí),其中某個(gè)特征數(shù)量級(jí)較大祥绞,其他較小時(shí)最后的分類結(jié)果會(huì)被該特征所主導(dǎo)非洲,而弱化了其他特征的影響鸭限,這是因?yàn)楦鱾€(gè)特征的量綱不同所致。解決方案:將所有的數(shù)據(jù)映射到同一尺度两踏,需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理败京。
這里采用的歸一化方法是最值歸一化,即把所有的數(shù)據(jù)映射到0~1之間梦染。
公式:
MATLAB實(shí)現(xiàn)
clear;
clc;
%*********數(shù)據(jù)歸一化赡麦,采用min-max法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行最大最小歸一化。*******
%cz_wt=xlsread('樣本數(shù)據(jù)Sudan.xlsx'); %讀入樣本數(shù)據(jù)
cz_wt=xlsread('樣本數(shù)據(jù)Cuba.xlsx'); %讀入樣本數(shù)據(jù)
mx_czwt=max(cz_wt); %計(jì)算每列的最大值
mn_czwt=min(cz_wt); %計(jì)算每列的最小值
%張成與old一樣大小,主要對(duì)行進(jìn)行復(fù)制帕识,列不用變
m=size(cz_wt,1);
maxnew=repmat(mx_czwt,m,1);
minnew=repmat(mn_czwt,m,1);
gy_data=(cz_wt-minnew)./(maxnew-minnew); % 將歸一化的數(shù)據(jù)賦值給gy_data
gy_data
% xlswrite('歸一化處理后數(shù)據(jù)Cuba.xlsx',gy_data); % 將歸一化的數(shù)據(jù)gy_data賦值給歸一化的數(shù)據(jù)表格
%*************************************************************************
經(jīng)過歸一化處理泛粹,我們可以篩選出經(jīng)濟(jì)、資源肮疗、社會(huì)這些因素晶姊,是會(huì)對(duì)國(guó)家的脆弱性造成影響的。
- 3.1.2 幾個(gè)主要指標(biāo)及其次級(jí)指標(biāo)
脆弱性指標(biāo)主要受以下三個(gè)主要指標(biāo)影響伪货。三個(gè)主要指標(biāo)又是由幾個(gè)次級(jí)指標(biāo)所組成的们衙。
1、經(jīng)濟(jì)(GDP碱呼,PPP蒙挑,CPI)
經(jīng)濟(jì)是一個(gè)國(guó)家的國(guó)力象征,同時(shí)代表著國(guó)內(nèi)可用資金愚臀、生產(chǎn)力忆蚀、消費(fèi)水平、國(guó)際影響力等等姑裂,一個(gè)國(guó)家在受到重大影響時(shí)是否有足夠的恢復(fù)力由經(jīng)濟(jì)所決定蜓谋。當(dāng)一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展過于緩慢,其面對(duì)災(zāi)害時(shí)的應(yīng)對(duì)能力也會(huì)有所下降炭分。因此經(jīng)濟(jì)在脆弱性模型中是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)受到許多方面的影響剑肯,我們選用的次級(jí)指標(biāo)為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值捧毛、購(gòu)買力平價(jià)與消費(fèi)價(jià)格指數(shù)。
- 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP):反映了這個(gè)國(guó)家或這個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的價(jià)值让网,包括了在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中生產(chǎn)并在市場(chǎng)上合法出售的所有東西呀忧,因此能夠直觀的顯示出一個(gè)國(guó)家或一個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。
- 生產(chǎn)價(jià)格指數(shù)(PPI):是站在生產(chǎn)者角度的重要宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)溃睹,用于衡量工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品出廠價(jià)格變動(dòng)趨勢(shì)和變動(dòng)程度而账。
- 消費(fèi)價(jià)格指數(shù)(CPI):是站在消費(fèi)者角度的重要宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo),用于反映與居民生活有關(guān)的消費(fèi)品及服務(wù)價(jià)格水平的變動(dòng)情況因篇。CPI的高低直接影響著國(guó)家宏觀調(diào)劑措施的出臺(tái)與力度泞辐。
2笔横、資源(水,食物咐吼,土地)
國(guó)家資源是應(yīng)對(duì)災(zāi)害與重大事件時(shí)不可或缺的吹缔,資源越多也就意味著國(guó)家由更多應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的資本和實(shí)力。一個(gè)缺乏資源的國(guó)家往往更容易成為一個(gè)脆弱的國(guó)家锯茄。
水和食物是人類生存的必需品厢塘,因此與一個(gè)國(guó)家的脆弱性有著不可分割的聯(lián)系。一個(gè)缺乏水和食物的國(guó)家同時(shí)也是一個(gè)缺乏秩序的社會(huì)肌幽。人們?cè)谌狈Y源的情況下必然會(huì)爭(zhēng)搶資源晚碾,從而導(dǎo)致國(guó)家更加混亂,安全性下降喂急。代表水資源的次級(jí)指標(biāo)為可用淡水資源人均占比格嘁、水污染率。代表食物的次級(jí)指標(biāo)為糧食產(chǎn)量煮岁、糧食出口量讥蔽、食物價(jià)格。
同時(shí)土地資源也是社會(huì)生活中重要的資源画机,其次級(jí)指標(biāo)為農(nóng)業(yè)用地冶伞。森林占比。住房用地占比步氏。一個(gè)國(guó)家土地資源稀缺容易導(dǎo)致人才流失响禽,居民生活水平下降,人力資源外流荚醒。
3芋类、社會(huì)(安全,人口界阁,公共服務(wù)侯繁,移民)
社會(huì)因素包括了安全、人口泡躯、公共管理三個(gè)方面贮竟。國(guó)家的安全與否可看出這個(gè)國(guó)家的治理能力高低,也間接反映出其穩(wěn)定性高低较剃,可用犯罪率咕别、恐怖襲擊年均次數(shù)、軍事實(shí)力這些指標(biāo)來衡量写穴。
同時(shí)居民人口與文化水平也間接影響著國(guó)家的脆弱性惰拱,人口數(shù)量的不平衡將會(huì)對(duì)國(guó)家造成一定的消極影響。與人文相關(guān)的指標(biāo)有出生率啊送、年齡結(jié)構(gòu)偿短、教育水平欣孤、移民率等等。
公共管理是維護(hù)社會(huì)秩序的重要因素翔冀,主要包括公共服務(wù)导街、政府干預(yù)、政策支持等等纤子。
- 3.1.3 脆弱性指數(shù)等級(jí)劃分
得到區(qū)域脆弱度指數(shù)后搬瑰,還需要對(duì)所有的脆弱度指數(shù)進(jìn)行等級(jí)劃分,以綜合反映區(qū)域內(nèi)脆弱性的分布情況控硼。聚類分析泽论, 利用脆弱性得分的相似性,采用聚類分析法將計(jì)算得到的脆弱性得分進(jìn)行分類卡乾,以反映不同等級(jí)的脆弱性翼悴。按照國(guó)家的評(píng)價(jià)標(biāo)磚,評(píng)價(jià)因素一般分為五個(gè)等級(jí):A幔妨,B鹦赎,C,D误堡,E古话,將其合理量化就需要用到模糊數(shù)學(xué)理論分級(jí),即構(gòu)造模糊隸屬函數(shù)進(jìn)行量化锁施。
我們將五個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)映射到相應(yīng)的數(shù)值標(biāo)準(zhǔn):
為了方便后續(xù)計(jì)算我們這里的量化取連續(xù)的整數(shù),選用偏大型柯西分布和對(duì)數(shù)函數(shù)作為隸屬函數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析:
其中為待定系數(shù)姥饰。
case A: score = 1, means ;
case C: score = 0.8, means ;
case E: score = 0.01, means ;
計(jì)算得到
那么就有
3.2 加入氣候變化影響分析模型
- 3.2.1 氣候特征影響綜述
全球氣候變化給人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)傻谁、農(nóng)業(yè)、工業(yè)列粪、科技等領(lǐng)域都帶來了重大而深刻的影響栅螟,由此也引發(fā)人類進(jìn)行了不同程度的變革。氣候變化將加重當(dāng)代社會(huì)的人口增長(zhǎng)篱竭、經(jīng)濟(jì)變革和城市化對(duì)于水資源所造成的壓力。
- 3.2.2 直接影響
根據(jù)美國(guó)宇航局戈達(dá)德空間研究所(GISS)科學(xué)家正在進(jìn)行的溫度分析步绸,自1880年以來掺逼,地球上的平均全球氣溫上升了約0.8攝氏度(1.4華氏度)。根據(jù)數(shù)據(jù)表明瓤介,在過去的幾十年里吕喘,這四個(gè)數(shù)據(jù)都顯示出迅速升溫赘那,并且所有這些都表明過去十年是最溫暖的。
氣候變暖導(dǎo)致海平面上升氯质,降水重新分布募舟,改變了當(dāng)前的世界氣候格局。近百年來全球海平面已上升了10-20厘米闻察,IPCC在2007年的報(bào)告中預(yù)測(cè)到2100年全球海平面將上升18-59厘米拱礁。
全球氣候變暖使大陸地區(qū),尤其是中高緯度地區(qū)降水增加辕漂,非洲等一些地區(qū)降水減少呢灶。極端天氣事件(厄爾尼諾、干旱钉嘹、洪澇鸯乃、雷暴、冰雹跋涣、風(fēng)暴缨睡、高溫天氣和沙塵暴等)出現(xiàn)的頻率與強(qiáng)度增加。
- 3.2.3 復(fù)合影響
降水量的不平衡在人類社會(huì)中造成了一系列間接影響陈辱,例如農(nóng)作物減產(chǎn)與耕地面積的減少奖年,進(jìn)而導(dǎo)致國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失,人口遷移性置,人力物力資源外流拾并。
全球氣溫變化直接影響全球的水循環(huán),使某些地區(qū)出現(xiàn)反常的旱災(zāi)或洪災(zāi)現(xiàn)象鹏浅,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)嗅义,且溫度過高也不利于種子生長(zhǎng)。
氣候變化將加重當(dāng)代社會(huì)的人口增長(zhǎng)隐砸、經(jīng)濟(jì)變革和城市化對(duì)于水資源所造成的壓力之碗。山地積雪、冰川和小冰帽對(duì)于區(qū)域可用淡水起到關(guān)鍵作用季希。冰川物質(zhì)損失和積雪減少導(dǎo)致可用淡水總量減少褪那。氣候變暖造成地區(qū)之間徑流和可利用水量的進(jìn)一步失衡,而暴雨式塌、洪水博敬、干旱等災(zāi)難事件將更為頻繁和嚴(yán)重,進(jìn)一步威脅人類的生存峰尝。
指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算
我們選用熵值法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理偏窝。信息熵越小,指標(biāo)變異程度越大,提供的信息量越多祭往,在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大伦意,權(quán)重也越大。
(1)選取n個(gè)國(guó)家m個(gè)指標(biāo)硼补,則x_{ij}為第i個(gè)國(guó)家的第i個(gè)指標(biāo)的數(shù)值(i=1,2…,n驮肉,j=1,2,…,m);
(2)指標(biāo)的歸一化處理
而且已骇,由于正向指標(biāo)和負(fù)向指標(biāo)數(shù)值代表的含義不同(正向指標(biāo)數(shù)值越高越好离钝,負(fù)向指標(biāo)數(shù)值越低越好),因此疾捍,對(duì)于高低指標(biāo)我們用不同的算法進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理奈辰。
正向指標(biāo)
負(fù)向指標(biāo)
這里為第i個(gè)國(guó)家的第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值(i=1, 2..., n; j = 1, 2, ..., m)
為了符號(hào)的統(tǒng)一,歸一化后的數(shù)據(jù)仍記為
(3)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i個(gè)國(guó)家占該指標(biāo)的比重:
[ p_{ij}=\frac{x_{ij}}{\sum\limits_{i=1}^n x_{ij}},i=1,\cdots,n,j=1,\cdots,m. ]
(4)計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值:
[ e_j=-k\sum\limits_{i=1}^n p_{ij} ln(p_{ij}). ]
其中.滿足,
(5)計(jì)算信息熵冗余度:
[ d_j=1-e_j. ]
(6)計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)值:
[ w_{ij}=\frac{d_j}{\sum\limits_{j=1}^m d_j}. ]
(7)計(jì)算各國(guó)家的綜合得分:
[ s_i=\sum\limits_{j=1}^m w_j\times\ p_{ij}. ]
注意:(4)中的k系數(shù)是使得, (5)中的冗余度和熵值是負(fù)相關(guān)的.
可以用來表示所有方案對(duì)屬性的貢獻(xiàn)總量:
[E_j=-K\sum\limits_{i=1}^m P_{ij} ln(P_{ij}).]
其中乱豆,常數(shù),這樣奖恰,就能保證,即最大為1.
[d_j=1-E_j.]
當(dāng)時(shí),第j屬性可以剔除宛裕,其權(quán)重等于0.
熵值法最大的特點(diǎn)是直接利用決策矩陣所給出的信息計(jì)算權(quán)重瑟啃,而沒有引入決策者的主觀判斷。
- 3.2.4 極端天氣的影響情況
極端天氣氣候事件是指天氣(氣候)的狀態(tài)嚴(yán)重偏離其平均態(tài)揩尸,在統(tǒng)計(jì)意義上屬于不易發(fā)生的事件蛹屿。通俗地講,極端天氣氣候事件指的是50年一遇或100年一遇的小概率事件岩榆。隨著全球氣候變暖错负,極端天氣氣候事件的出現(xiàn)頻率發(fā)生變化,呈現(xiàn)出增多增強(qiáng)的趨勢(shì)勇边。在我們的模型里犹撒,選擇二項(xiàng)分布的泊松擬合。泊松(Poisson)分布在個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用粒褒,是一種經(jīng)典的描述稀有事件的概率模式识颊。泊松分布是當(dāng)p→0,n→∞即
式中的為正的常數(shù)奕坟。于是可得到以下極限:
上式即為泊松分布祥款。可以證明月杉,該分布僅有一個(gè)參數(shù)(恒為正數(shù))刃跛。對(duì)于稀有事件x的各種取值x=0, 1, 2, ...我們有
由此可求得可能發(fā)生各種稀有性事件的概率是
根據(jù)概率論及其相關(guān)理論可以知道,泊松分布的期望和方差都是常數(shù)苛萎。
要驗(yàn)證分布的正確性奠伪,這里我們采用分布的擬合優(yōu)度檢驗(yàn)
假設(shè)總體X為離散分布跌帐,檢驗(yàn)假設(shè):極端天氣氣候事件分布服從泊松分布。
估計(jì)參數(shù)绊率,由最大似然估計(jì)法可以得到
其中
計(jì)算泊松分布的概率估計(jì)值
檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量
這里取,自由度為m究履,我們可以通過下面的公式得到臨界值
這時(shí)候的拒絕域就是
4 對(duì)蘇丹和古巴進(jìn)行脆弱性分析
- 4.1 脆弱性分析
- 4.2 敏感度分析
1997 年政府間氣候變化專門委員會(huì)( IntergovernmentalPanel on Climate Change滤否, IPCC) 發(fā)布的《氣候變化的區(qū)域影響: 脆弱性評(píng)估》 專門報(bào)告第 3 次評(píng)估報(bào)告( The Third Assessment Report,TAR) 中將脆弱性定義為: 氣候變化最仑, 包括氣候變率和極端事件對(duì)該系統(tǒng)造成的不利影響的程度藐俺, 是系統(tǒng)內(nèi)的氣候變率特征、 幅度和變化速率及其敏感性和適應(yīng)能力的函數(shù)泥彤。
按照 IPCC 對(duì)脆弱性的定義欲芹, 氣候變化的健康脆弱性評(píng)估至少涉及 3 個(gè)方面的內(nèi)容, 即暴露吟吝、敏感性和適應(yīng)能力菱父。
- 暴露是系統(tǒng)暴露于顯著氣候變異下的特征和程度。
- 敏感性是指系統(tǒng)受到與氣候有關(guān)的刺激因素影響的程度剑逃, 包括不利和有利影響浙宜,其中與氣候有關(guān)的因素是指所有的氣候變化特征,即平均氣候狀態(tài)蛹磺,氣候變異和極端事件的頻率和強(qiáng)度粟瞬, 這些影響可以是直接的或間接的。
- 適應(yīng)性是系統(tǒng)的活動(dòng)萤捆、 過程或結(jié)構(gòu)本身對(duì)氣候變化的適應(yīng)裙品、 減少潛在損失或應(yīng)付氣候變化后果的能力。包括自然界俗或、 系統(tǒng)本身和認(rèn)為的作用市怎, 特別是與系統(tǒng)自身調(diào)節(jié)、 恢復(fù)的能力蕴侣、 社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)以及認(rèn)為影響干預(yù)有關(guān)焰轻。
社會(huì)結(jié)構(gòu)論框架 ( Social Constructivist Framework) 則將脆弱性定義為系統(tǒng)的先天條件,受社會(huì)經(jīng)濟(jì)及政治因素影響昆雀。在氣候變化的脆弱性評(píng)估領(lǐng)域辱志, 最常見的是 IPCC 所定義的脆弱性概念框架, 即脆弱性是暴露狞膘、 敏感性和適應(yīng)性的函數(shù):
$$ VI = f( EI揩懒,SI,AI) $$
其中挽封,$VI$已球、$EI$、$SI$和$AI$分別為脆弱性指數(shù)、暴露指數(shù)智亮、敏感性指數(shù)忆某、適應(yīng)性指數(shù)。建立概念性框架阔蛉,可以在此基礎(chǔ)上弃舒,選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo),構(gòu)建脆弱性評(píng)估的指標(biāo)體系状原。<sup> [1]</sup>
對(duì)于敏感性和適應(yīng)性界限的確定及劃分標(biāo)準(zhǔn)并未統(tǒng)一聋呢,同一指標(biāo)在不同的研究中可能被劃入不同范疇。因此颠区, 有些研究采用主成分分析方法削锰, 將指標(biāo)組合成幾個(gè)主成分,從而避免陷入硬性劃分敏感性和適應(yīng)性的困境毕莱。各指標(biāo)對(duì)于脆弱性的貢獻(xiàn)大小可以通過對(duì)指標(biāo)賦予不同權(quán)重來實(shí)現(xiàn)器贩。但由于不同區(qū)域間經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)央串、 環(huán)境等情況的差異磨澡,使得同一指標(biāo)對(duì)不同區(qū)域的脆弱性貢獻(xiàn)大小不一定相同,即權(quán)重大小不同质和。若不同區(qū)域使用不同的權(quán)重稳摄, 又使得不同區(qū)域間脆弱性無法直接比較。所以進(jìn)行區(qū)域間脆弱性比較時(shí)饲宿,應(yīng)注意區(qū)域范圍的選取及權(quán)重確定的合理性等問題厦酬。
為了消除各指標(biāo)量綱不一致的影響,使得各指標(biāo)可以進(jìn)行加合瘫想,應(yīng)對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理仗阅。常用的方法是極差標(biāo)準(zhǔn)化:
$$
\begin{cases}
對(duì)于越大越優(yōu)型:b_{ij} = \frac{b_{ij} - b_j^{min}}{b_j^{max} - b_j^{min}} (i = 1,2,...,m; j = 1,2,...,n)\\
對(duì)于越小越優(yōu)型:b_{ij} = \frac{b_j^{max} - b_{ij}}{b_j^{max} - b_j^{min}} (i = 1,2,...,m; j = 1,2,...,n)
\end{cases}
$$
由于各個(gè)指標(biāo)對(duì)模型的影響不同,對(duì)國(guó)家的脆弱性也會(huì)有不同的影響国夜。因此我們對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)分析减噪,這里采用主成分分析法。
主成分分析法通過對(duì)原指標(biāo)體系進(jìn)行主成分分析车吹,將各主成分的方差貢獻(xiàn)率作為成分權(quán)重筹裕, 再使用因子載荷矩陣計(jì)算因子得分,最后將各指標(biāo)因子得分以各成分方差貢獻(xiàn)率占總貢獻(xiàn)率的比重作為權(quán)重求平均值窄驹, 就得到各指標(biāo)的權(quán)重朝卒,然后構(gòu)建綜合評(píng)估模型。
參考文獻(xiàn)
[1]氣候變化健康脆弱性評(píng)估乐埠,2012抗斤,朱琦