深圳建模比赛附件官方翻译_美赛建模国奖论文翻译

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DOI: 10.1038/NCLIMATE1979

在主要沿海城市的未来洪灾损失

斯特凡Hallegatte1，2*，科林绿3，罗伯特J.Nicholls4和扬Corfee-Morlot5

洪水风险是增加了沿海城市越来越多，由于人口增长和资产，不断变化的气候和沉降。我们在这里提供的136最大的沿海城市现在和未来洪灾造成的损失进行量化。利用城市保护和适应不同的假设的一个新的数据库，我们占现有及未来防洪。在2005年全球平均洪灾损失估计为：大约6 $十亿每年，增加增加至5,200十亿在2050年单独预测的社会经济变化。随着气候变化和沉降，目前保护将需要升级，以避免1万亿美元以上，每年不可接受的损失。即使适应投资保持恒定的概率洪水，沉降和海平面上升将淹没提高整体的损失在2050美元60-63十亿每年。以便维持洪水风险，适应需要减少现值低于洪水的概率。在这种情况下，亏损幅度时发生的洪水将增加，常超过50 ％，成为关键还准备更大的灾害比我们今天体验。在分析确定城市阙似乎最容易受到这些趋势，那就是，凡在损失最大的增加可以预期。

第一次筛选研究提供了洪水暴露在世界沿海城市的全面概述。该曝光指标可以被看作是一个最坏的情况，但它并不能估计年均损失，这是在灾害风险管理规划的标准度量。要做到这一点，就必须要考虑到基础设施为基础的适应（例如，堤坝）和人口及资产的脆弱性。在这里，我们评估年均经济损失（AAL）在136沿海港口城市，使用的评估市级洪水风险和沿海城市保护（方法）一个新的数据库开发的方法。

目前聚集的年平均洪水造成的损失在136个城市，估计每年约60亿美元。表1位居最脆弱的城市2005使用两个不同的指标的脆弱性。在左栏，表中显示的AAL的排名，考虑到所有潜在的洪水和现有的保护。AAL估计可以相比，更复杂的方法。例如，在新奥尔良的年度损失估计为6亿美元，接近65000万美元，估计从跨部门的绩效评价工作组。在右列中，城市是根据相对脆弱性等级，即比AAL对城市的国内生产总值（GDP）。这个值可以被理解为城市的经济输出应每年节省支付未来洪灾损失份额。20个城市根据这一指标最脆弱也呈现在图1

在曝光方面的排名主要包括富裕国家的城市（补充表S4）。平均而言，然而，富裕的城市比贫穷的国家更好的保护，并在绝对洪灾造成的损失方面排名包含更多发展中国家的城市。相对而言，发展中国家的城市都更加脆弱，与发

达国家的只有三个城市进入前20（新奥尔良，迈阿密和坦帕？圣彼得堡），而且绝对额排名（左列）主要包括资本城市，而二级城市都在相对而言的排名（右列）更频繁地表示。这种差异表明，风险管理的努力可能会在二级城市要低。.表1显示了现有的洪水防御的重要性：在一个城市如阿姆斯特丹，风险是非常高的（美元暴露在100年一遇洪水资产的83十亿），但AAL不超过300万美元，因为估计防御标准存在全球最高的。在另一方面，一个城市如胡志明市，在越南，有一个只有18美元十亿100年曝光，但保障水平较低意味着该城市由上频繁地小洪水影响，导致大估计平均成本。相对而言，胡志明市有一个最大的弱点，用AAL达到本地生产总值的0.74％。AAL的本地生产总值的比例超过1％的两个城市，广州和新奥尔良。新奥尔良的漏洞已经但是减少了近后卡特里娜飓风投资，很可能会进一步在不久的将来减少。.从表1中另一个结论是在只有少数几个城市损失的浓度。只有13个城市拥有超过1亿美元的平均损失，和三个美国城市（迈阿密，纽约和新奥尔良）解释，在136个城市的全球总损失，因为他们的高财富和低保障水平，31％。加入广州四大城市的解释全球损失43％。此外，美国似乎特别脆弱，有6个美国城市中排名曝光，由绝对AAL排名8，以及由相对AAL排名3。沿海洪水风险高度集中在少数地区洪水减排行动可能是非常符合成本效益。

开发风险的驱动因素未来可能的模式，以2070，我们的分析介绍了三种情景的社会经济变化和六项环境变化。从那里，我们保留四个主要场景：美国证券交易委员会假定只有社会经济变革，从经合组织和联合国方案而得;SEC-S沉降增加对美国证券交易委员会的情况（在城市40厘米在2050年受到沉降）;和SLR2新增乐观和悲观的海平面上升情景SEC-S（分别长20厘米和40厘米，2050）。在这里，我们报告的结果为2050，但可在补充资料中业绩2030年和2070年。

由于没有适应，预计增加的平均损失2050年是巨大的，随着亏损总额增加至超过1万亿美元，每年的场景SLR-1和SLR纽瓦克 新奥尔良 孟买 名古屋

坦帕神户 温哥华 天津 胡志明市 加尔各答 瓜亚基尔 费城

弗吉尼亚海滩 福冈北九州市 巴尔的摩 雅加达 38,508 366,421 236,530 143,963 23,188 77,988 49,593 55,445 11,338 149,935 33,456 11,408 18,708 14,769 3,687 22,132 61,507 39,096 14,042 4,256 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 广州 新奥尔良 瓜亚基尔 胡志明市 阿比让 湛江 孟买 库尔纳 巨港 深圳 海防 南浦 迈阿密 高知

坦帕纽瓦克 胡志明市(S)新奥尔良(S)雅加达(S)阿比让

清奈（马德拉斯）苏拉特 湛江(S)

坦帕1），以适应维持目前洪水的概率。广州仍然是最脆弱的城市，AAL超过一百三十亿美元。与单纯的社会经济变化，AAL在广州将每年约12美元十亿在2050年（17倍的绝对值）。沉降和海平面上升因而负责额外增加10 ％，也就是说，在AAL-GDP的比率增加了10 ％。事实上，即使沿海洪灾的概率是不变的感谢升级海防基础设施建设，是一个较大份额的现有资产是由这些防御保护的事实，意味着每年损失将上升相对本地生产总值。例如，海平面上升和下沉增加AAL-GDP的比率由雅加达54 ％，而在阿比让24 ％，即使目前洪水概率维持得益于更好的防御能力。换句话说，世界看到没有更多的洪水，但每个洪水更具破坏性，由于海平面上升和下沉，甚至具有更好的防御。这种效应加强，可以从社会经济 变革单独预期的趋势，即使在没有环境变化。

图2显示了20个城市，其中2005年和2050年间的增幅平均每年的损失是最大的，相对而言;补充表S7提供了详细的数值。在亚历山大，例如，保持洪水的概率导致了AAL同比增长154％。这些最弱势的城市都分布在世界各地，在地中海盆地，墨西哥和东亚海湾的浓度。即使风险的绝对水平低，有时在这些城市，它们可以被认为是适应热点，因为这是洪水风险可能增加最相对而言。

为了避免任何风险的增加，适应政策需要做多保持目前洪水的概率。相反，保持风险的现有水平（相对于本地生产总值）在海平面，沉降和社会经济变化不断上涨的背景下，需要适应政策，减少洪水的概率随着时间的推移。在适应选项称为目前的损失，在防御的升级从而校准，以取消对环境变化的影响，并维持平均相对目前的损失向当地财富，保持总损失为美元52十亿。

对于每一个城市，我们估计增加的防御标准，将保持相对风险水平（即保持恒定的年均损失为本地生产总值的比率）。在保护所需的幅度低于当地海平面上升较大。例如，在亚历山大，保护需要由67厘米提高，为一块60公分上升，当地海平面;这相当于从100年的设计标准移动到270年的设计标准（即一个部门被洪水的概率为2.7）。在其他城市（附表七）增加的堤防高度低于海平面上升较大的2至8厘米。这增加对应保护的标准在显著增加，也就是说，一个大减少洪水的概率（例如，一个部门在雅加达和上海1.6）。

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©2013Macmillan Publishers Limited.All rights reserved.18: 哈瓦那

5: 圣 多明各

7: 休斯顿

19: 太子港

2: 巴兰基亚

20: 阿尔及尔

11: 马赛

12: 雅典

3: 那不勒斯

DOI: 10.1038/NCLIMATE1979

10: 伊兹密尔

8: 伊斯坦布尔

4: 札幌

6: 贝鲁特

13: 上海

17: 宁波

16: 福州

15: 特拉维夫

9: 雅加达

增加AAL >100%

增加 AAL>50% 增加 AAL>40%

14: 班加西

1: 亚历山大

图2 |在乐观的海平面上升的情况下，20个城市，其中最AAL增加（相对而言，2050年与2005年相比），如果只适应当前维护国防标准或洪水的概率（PD）。补充表S7的详细信息。

这些适应方案的成本，因为它取决于每个城市的具体

即使相对风险水平得以维持，洪水后果会高很多的世界与情况和所选择的方法和技术。在从几cities11 ？ 14海平面上升和更好的保护。在亚历山大在2050年，例如，洪传闻证据的基础上，美国数十亿美元，每城市的初始水的概率可以由2.7由于更好的防御降低，但如果洪水发生时投资？加上每年的运行和维护成本，初始投资成本约的总损失三从US $ 17十亿（单独社会经济变化）至US $ 512 ％ ？是适应幅度的可能的顺序费15。因此，用5％十亿，三倍由于单独的环境变化。结果等城市都在补充表七。的利率指标年化值约3.5亿美元，每年每个城市，或约许多城市将经历如果事件超出了改编后的保护水平是更大的50美元十亿每年为我们136城市样本。这些估计总成本超过50 ％的损失。因此，世界沿海城市变得更加依赖于防洪，的适应远远低于每年损坏的损失总额估计我们在没有也更容易，一旦发生故障或发生漫顶。适应和幅度的残留损失与适应（附表六）同一顺序的。最后，表3看，影响2050年该漏洞目前城市特色，这显示了这些估计只包括洪水风险，不包括所有的天气风险，快速增长，拥有大量的人口，是穷人，遭受热带风暴，并易发这些城市面临;见，例如，文献。16从热带气旋风灾生沉降的城市都在排名前20位的绝对超限额AAL（来自表2中的全局分析。.的城市）。然而，这些驱动程序不占有关与适应选项帕金森其次，管理沿海洪水风险需要做多保持保护今天的标病（图2从市）年平均损失相对增加。只下陷似乎是脆弱的一准（和洪水的概率存在）。在实践中，水灾的概率将需贯良好的决定因素的变化绝对和相对的措施，与基于两个指标要减少，以维持洪水风险在今天的水平。.（绝对和相对亏损）许多城市与沉降前20的两倍。该城市最脆最后，保障标准提高能维持或降低风险水平，降低洪弱的，相对而言可能因此未必能真正从目前的情况和历史悠久水的人数，但在洪水确实发生损失幅度仍将增加。这个的洪水建议，也不是那些今天一定吸引最多的研究和分析，对结果指向的是什么基于基础设施的适应可以实现的限于管理风险。制。就说明了飓风桑迪对美国东海岸最近登陆，有必要 虽然承认在此分析的局限性和不确定性，三个重要的在地方，国家和国际层面准备更大的洪水和随之而来的政策结论可以得出是通过一系列合理假设强劲。首先，未灾难。这种制剂可包括加强灾害规划措施，包括早期预能适应是不是在沿海城市一个可行的选择。这是很难估计 警和疏散系统，更全面的保险计划及其他形式的灾后反

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表3 |城市五类（生长速度快，人口众多，收入低，受热带风暴和受沉降）的136个城市的全样本，并使用不同的指标两大类排名前 20位的分数。

快速发展的城市（本地生产总值增长 在2005每年大于5％）

所有136个城市

前20名中的AAL而言，2050 年（PD适应选项，表2）

前20名中增加的AAL条款（PD适应选项，图2）

7，Hallegatte，S.等人。评估气候变化的影响，海平面上升和风暴潮风险在港口城

方法 市：哥本哈根为例。气候变化104,113 ？ 137（2011）。http://nolarisk.usace.army.mil/。洪水风险分析参照文献。7，人口曝光取自以前的分析。用人均图纸生产资

9，链接，LE灾难的解剖，卡特里娜飓风和新奥尔良的概述。海洋工程。37，4 ？ 12 本的估计来自世界银行最近的工作暴露人群被翻译成暴露的资产。该DIVA数据库

提供了有关极端水位信息。我们创造的海防第一数据库;这是基于对现有的防御在（2010）。Hallegatte，S.探索发展，经济增长和自然风险政策研究工作文件第6216（世界可能情况下，和作者的专家估计收集的证据，完成国防数据库（补充资料）。

然后，我们计算出在每个城市不同的洪水水位之用三个简单的模型，防御失银行，2012）之间的联系。埃文斯，E.等人。PROC。研究所。土木工程。159，53 ？ 61（2006）。败或漫坝概率（洪水防御内）。尽管绝对风险水平取决于故障模型，海平面上升。的Kabat，P.等人。荷兰海岸的过渡。自然地球科学。2，450 ？ 452（2009）。和下沉的损失的相对影响相对稳健的这种不确定性。

13凯茨，RW Colten，CE，拉斯卡，S.＆莱泽曼，新奥尔良的卡特里娜飓风后重建从城市的各个洪水位的可能性，并从那些在不同洪水水位暴露的资产数据，的SP ：一个研究视角。PROC。Natl科学院。科学。美国103，14653 ？ 14660（2006）。水灾资产损失会采用深度？功能损害为6大类资产的估计。.Ammerman，欧塞尔和McClennen，CE节能威尼斯。科学289,1301 ？ 1302（2000）。为了评估未来的损失，我们使用了两个社会经济情景：经合组织为基础的增长情况，李启，河，布朗，S.，汉森，S.＆辛克尔，海岸带适应的J.经济学对气候变化其中城市人口增长以同样的速度在所有城市，随着城市化进程的联合国方案中的外推;和

（世界银行，2010）。经合组织为基础的增长情况，其中城区人口上限为35万居民。我们假设在城市未来资产。Peduzzi，P.等人。全球趋势在热带气旋的风险。自然气候与。改变2,289 ？ 294 具有相同的高程分布为现有资产。

环境变化的六种情况结合起来：在沉降两个假设（不下陷，或低40厘米沉降，（2012）。

17国不断变化的财富：测量在新千年（世界银行，2010）的可持续发展。2050年在所有城市受它）;而关于海平面上升（无，20厘米，或40厘米2050）三

个假设。结合社会经济情景和适应办法，这导致108情景组合。可在补充资料中业18。Vafeidis，A.T.等人。一个新的全球沿海数据库影响和脆弱性分析，海平面上绩108情景和输入数据和模型代码。这里提出的分析只考虑四种情形的场景总数（见升。J.海岸。水库。917 ？ 924（2008）。文本）。所有场景用最简单的防御失效模式，最大程度的保护级别，并限制城市19酒庄，J.，雷沃，C.＆ Dellink，河的经济预测至2050年：经合组织` env-的联不超过35万居民。系'模型基线第41号（OECD，2011）。.应迅速重建受影响的社区。.庞大的人口

（2005年超 5 million in 2005)19% 55%

低收入

（2005年为5,000 元以下的人均国 内生产总值）27% 40%

受飓风和 热带风暴显著容易 发生塌陷

40% 65%

51% 95% 27% 55%

40% 15%

20% 45% 40%

收到2012年12月4日;接受2013年7月16日;网上公布的2013年8月18日

致谢

这些都是从一个持续经合组织的研究项目早见效。作者感谢支持，从经合组织的这项研究和支持J.酒庄提供从经合组织的ENV-连杆模型的社会经济情况下的数据。C.G.承认从AVOID项目的支持。在这篇文章中共享的观点代表那些作者，并且并不代表经合1，汉森，S.等人。高暴露极端气候港口城市的全球排名。气候变化104，89 ？ 组织成员国，或世界银行的观点，其执行董事或他们所代表的国家或意见。111（2011）。

参考文献，德Sherbinin，A.，席勒，A.＆ Pulsipher，全球城市A.气候灾害的脆弱性。环境。城市。19，39 ？ 64（2007）。

作者贡献

这四个作者设计的研究，解释结果和撰写的论文。S.H.开发并运行模型。R.N.3，李启，R.J.等人。在IPCC气候变化2007：影响，适应和脆弱性（EDS帕里，和C.G.深度上提供专家意见？破坏曲线和沿海保护。.ML，CANZIANI，OF，Palutikof，太平绅士，林登，PJ和汉森，CE）315 356（剑桥大学出版社，2007年。）？

其他信息

4，李启，RJ沿海特大城市和气候变化。GeoJournal 37,369 ？ 379（1995）。5，迪克森，T.H.等。空间大地测量：塌陷和洪水在新Orleans.Nature 441 587 588（2006）？

6，气候风险和适应在亚洲沿海大城市（世界银行，2010）。

补充资料可在纸张的在线版本。重印和权限的信息可在网上 /重印。信件和材料的要求应寄往上海

竞争经济利益

作者宣称没有竞争的财务权益。

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