极端天气常态化，人类如何进化出灾害「反脆弱」能力？

可以确定的是..

人类已进入不确定时代

8月13日，联合国政府气候变化专门委员会（IPCC）发布的最新研究报告显示，全球气温升幅将在2030年前后达到1.5摄氏度，比3年前的预估整整提前了10年。专家将这份报告成为向人类发出的“红色警报”：

全球变暖正在影响地球上的每个地区，几十亿人将直面风险。

近两年、近两个月，肉眼可见的频繁自然灾害也印证了这一点，最近湖北和南方的暴雨洪水，以及7月下旬创纪录的河南强降雨再次卷土重来；而追溯到2020年，大范围、超时长降水导致的洪水也让近半个中国泡在水中，鄱阳湖水位更是突破了有水文记录以来的历史极值。

全球范围内，北美、澳大利亚与西伯利亚的创纪录高温与扑不灭的山火，欧洲遭受洪灾，海地强震。

极热极寒，以及频发的洪水、山火、地质、干旱灾害，气候灾害不仅频率变高，范围变广，强度也越来越大。

2021年7月全球气候异常地图。该月也是地球有记录以来最热的月份。| NOAA

气候专家称，以前每50年才发生一次的极端热浪现在可能每10年就将发生一次，在未来20年内，即使排放量大幅减少，全球气温升高的幅度也将达到或超过1.5摄氏度 —— 这正是在《巴黎协定》中达成的共识：全球应尽力避免跨越的第一条红线，突破它会导致出现越来越多的热浪，以及随之而来的干旱、山火和洪水。可以确定的是，人类已经进入不确定时代。

在灾害侵袭之下，人类做为生命体是脆弱的。除了警示和提升全民意识、加快碳中和的长效机制，目前最亟需建立的是人类面对自然灾害的反脆弱能力。

虽然科技不是万能的，但是在科技时代，我们应该更加善用数据与算法来增强自身对不确定性世界的适应能力。地球外密布的卫星星座与物联网带来的实时数据获取能力，加载算法智能预警，能够时刻反映地理空间变化，在数字世界中形成快速信息同步，提升全球每个地区围绕灾害的态势感知、降低风险强度和改善恢复的能力，并形成常态化、标准化的灾害管理机制和地区性定制化方案，帮助人类在不确定时代抵抗风险、实现生存。

所以，我们到底该如何做？

城市亟需灾害管理概念：

数字化灾害系统不仅仅是应急

台风来临时的动态卫星云图、在河南洪水中带来信号的翼龙无人机、一份救命的在线文档，在灾害中成为公众焦点，显示了科技与数字化对于拯救人们于灾害危情之中的切实作用。

一个成熟的数字灾害管理体系，并非只有在救灾中应急使用，而是涵盖气象、遥感、地形、空间、文档等多源时空数据，在灾前、灾中、灾后的综合应用与信息共享体系，是由 "预防、准备、响应、恢复" 四个主要环节组成的全生命周期灾害管理机制。

通用灾害管理流程 | 超擎时空行业+

在这个流程中，灾前的预防措施与灾后的城市恢复能力，与灾难中救援同样重要，甚至是更为关键的环节：这是人类生活在不确定世界中的“反脆弱的导航仪”，也是面对随时可能出现的“黑天鹅”事件的终极生存指南。

1、预防：减轻灾害损失

灾害一旦发生，是不可逆的伤害过程，不仅会导致生命财产的直接损失，随之而来是城市运行停摆的间接损失，预防环节可以说是灾害管理中的重中之重：对于负面事件采取更为积极主动的防御措施，可最大限度地减少影响、减少损失。

一个成功的灾害预防计划包括脆弱性分析、规划改进与常态监测，同时也能基于以上数据分析建立更加精准的城市分级预警机制。

利用地理、空间、灾害事件等时空大数据，城市管理部门可绘制和分析所有类型的自然危害下城市的脆弱区域分布，以及灾害对其的潜在影响，并对这些地区进行预防性改造和改进。

美国临海风暴潮分级风险地图 | ESRI、NOAA

运用无人机数字地表模型（DSM）计算处于洪水脆弱区域农场所需的防洪屏障的大小和位置，并支持防洪数据预演验证 | DroneAG

同时，城市管理者可以与专业部门如气象和灾害科研单位密切合作，对灾害进行常态化监测，记录形成数据库并加载灾害模型，提升城市对风险灾害态势的敏感度，及时与大众信息同步：灾难来临前的微小异常和短暂时差，都是非常宝贵的。

我们可以看到，在地震频发的地区，公共媒体的实时预警，山体滑坡前，定位卫星侦测到的异常振动，都能挽救成千上万的生命；

通过实时持续监测微小位移变化实时掌握地质情况，我国高精度卫星定位成功预警十万立方米黄土滑坡 | 长安大学

洪灾预警模型，基于大气循环实时监测数据和水文水利模型，结合气象和地形的多元回归预测，可触发持续强降水期间洪水预测和预警；

基于全球和特定区域尺度的气象多模型、随机降尺度模型、全分布式水文模型、二维水力模型和灾害模型形成的洪水多元回归预测 | F. Silvestro等

对气温、土壤湿度、植被等时空数据变化和波动实时监测，卫星、无人机及时发现山林火种、风向，则能够防范山火发生、或进一步蔓延带来灭火难度。

基于卫星遥感影像的实时火警报告 | 今日山火

更重要的是，精准的灾害管理，能防止城市因自然灾害而陷入全面停滞状态。

例如洪水这样的大范围灾害时，城市管理者面临的挑战是，如何准确地预估灾害强度，避免防卫过度带来的经济损失？模拟城市各区域能够承受的风险极值，以及基于LBS的实时分级告警。

通过遥感数据对城市土地覆盖进行分类，建立城市基础设施、空间与地形数据库与模型，将时空变化数据在城市数字基座上模拟，可得到城市中不同地理位置及周边区域的抗风险极限值。

来自维也纳科技大学和视觉计算公司VRVis的研究人员利用GPU进行大规模洪水场景的快速模拟，包括河流洪水、暴雨事件和地下流动。| 英伟达

一旦处于临界值，可以借助LBS技术和公共硬件设施进行分级风险提醒，特别如持续降水中的隧道、地下通道、地铁，以及城市低洼地区。

常态化的数字监测、城市脆弱地区改造，与分级化、精准化的城市抗风险预警机制的配合，不仅能够防患于未然，同时也能最大程度地维持城市正常运行，降低间接经济损失。

2、准备：争分夺秒，洞悉与量化灾害

一旦灾害警报拉响，应急机制即刻启动。

在准备展开救援的同时，需要全面了解灾害状况。通过在地理和空间维度上深入了解受自然灾害侵袭的分布和强度，预测灾害发生的趋势和连锁影响，制定适合的方案和措施，充分利用有限的人力和物资资源，能够让最需要得到帮助的人得到第一时间的救援。

这是一个对时间高度敏感、争分夺秒的阶段，无人机与遥感卫星配合，成为这个阶段最为重要的数据来源。

密布于空中的卫星已经具备为全球任意地点事件调集高分监控资源的基础；实时数据处理技术，可实现15分钟一次的高频数据全自动化的生产、发布与在线分析。

经过处理的专题卫星数据，可从宏观视野分析掌握整体受灾情况并获得量化数据，特别是洪水、山火这样的大范围灾害事件，亚米级的高分辨率影像能够准确分析城市淹没区域和山林过火面积、趋势，并评估关键基础设施的损坏和可用程度。

基于遥感与城市路网的实时统计城市内涝灾害点地图 | Planet

无人机可以在洪水、山体滑坡或地震发生后可以立即执行空中飞行，除了成本更低、部署速度更快之外，无人机对受灾地区的监测应用场景更加灵活，例如，大雨阻碍了直升机救援和侦察飞行，云层覆盖无法立即获得卫星图像，或是交通设施和路线遭到淹没损毁等等情况。

无人机低空巡航获取的高分辨率图像，可提供灾害强度和可用基础设施信息，准确测量灾害强度和识别待救援人员。例如分辨率为10厘米/像素的无人机正射影像图能够帮助测量洪水流速与冲击力度；配备红外线和热传感器的无人机能够在识别失踪人员方面发挥重要作用。

在今年6月的尼泊尔大水中，在洪水发生时即刻采用无人机监测实现灾害响应，通过无人机正射影像与倾斜摄影测量和评估洪流强度和面积 | GeoVation

一家美国视频游戏公司，针对洪水等期间道路被淹没或损毁无法识别的问题，在使用无人机巡航时，支持对淹没街道和POI自动识别并进行AR标注，帮助救援人员更加清晰地了解各个街区的受灾情况。

Edgybees 软件为无人机和其他硬件提供街道与地名地址增强现实（AR）覆盖。| 来源：Edgybees

这些多源时空数据通过PaaS云平台进行有序的组织管理和实时发布、综合应用，将在接下来的灾害响应中起到关键的作用。

3、响应：构建灾害实时响应的时空信息共享框架

灾害中，实施救援与科学自救同样重要。在郑州强降雨时期，一位市民充分利用了空间位置概念和基于位置的服务（LBS），使其被大水围困在车中的家人快速得到周围人的救援，被网友们誉为“灾害自救典范”。

基于云的实时地理、空间与时空数据综合服务，能够建立起灾害快速响应与信息共享的框架，具有引导救援人员快速准确到达现场，以及引导受灾群众自救的能力；

更为重要的是，基于时空信息框架快速构建的交互式地图，能够将前期与实时获取的数据展现出来，灾害位置与强度，可用的卫生设施、救援基地和基础设施损害程度；

很多自然灾害都会引发连锁反应，例如强降雨会引发山洪爆发和山体滑坡，通过时空数据云平台将多维度信息叠加于城市基础空间数据之上，包括水文和水力模型、洪水淹没绘图、灾害模型等信息，可以在高度时间敏感的条件下，提供受灾地区的实时共享信息，让气象与灾害专家做出趋势预测和准确行动判断，不仅支持灾难现场的协调执行，更能在全球范围内开展专家团队协作。

多源时空数据汇聚的实时响应信息框架 | 超擎时空

这样的交互式地图，同时也是一个通用的信息沟通平台，一方面可以用于UGC内容集成，就像河南降水中的救命文档一样，收集基于空间位置的等待营救人员信息、资源需求、基础设施损坏或灾害事件报告，以时空的形式直观组织起来，实现快速救援导航和资源优化分配；同时也能向受灾者广播救援人员信息，缓解待救援人员心理压力，破除灾害中的谣言。

在郑州强降水中，以微博求助UGC内容构建的时空地图 | 李天石全球团队

4、恢复：进化气候风险的“反脆弱”能力

时空大数据能够帮助城市建立灾后复原力，同时也对城市“反脆弱”能力形成深远影响。

这其中包括短期的复原，例如医疗、住所、食品、重建和必要基础设施的维修，以及评估损坏和损失方面的高效数字化保险赔付；

更为长期的，是采用危机管理生命周期框架，促进城市应对下一次灾害的反应能力，这其中包括城市抵抗风险改进、紧急供应链、救援清单改进与生存数据分析，进而形成城市进化的可行性方案。

这个环节与预防灾害环节相接，形成迭代闭环，最终为人们提供更好、更安全的环境。

就像日本是一个受台风、地震等自然灾害较为频繁的国家，这也造就了其独特的灾害意识、预警和城市恢复系统。同样的，地球上任何地区都可以受益于压力、混乱、波动和不确定，前提是人们能够高效地记录、总结和行动。

尼采有一名言：杀不死我的，最终会使我更强大。强韧性只能够抵抗震动和维持原状，反脆弱能力是一种张力，来源于适时出现的压力与危机，如此才能维持生存与实现繁荣。