研究气象因素对社会经济系统影响的数学模型及问题研究

2023-08-25 理论教育版权反馈

【摘要】：另外还有一部分文献通过构建数学模型，研究了气象因素对社会经济系统的影响。从微观层面来看，气象因素影响某种产品的生产、供给和需求的研究文献较多。另外，还有许多学者对气候信息或气象因素对各行业效益的影响做了研究，限于篇幅，此处不一一列举。从以上文献来看，有以下几个方面的问题值得进一步研究。

众所周知，气象因素对社会经济发展有显著的影响。从国内相关文献来看，从宏观和微观两个层面研究，气象因素对经济影响得较多；从产业层面研究，气象因素对社会经济影响得较少。

从宏观角度来看，有许多文献研究了气象灾害因素对社会经济发展的影响。如赵庆祯等（1999）采用对策论模型，探讨了在正常年、旱年、涝年和旱涝年等四种气候条件下，农业生产应采取的生产模式，该模型在实施中取得了良好的经济效益；王镇铭等（2001）通过对产生旱涝灾害的三类天气过程（梅汛暴雨、热带气旋、干旱）对浙江省国民经济发展影响的分析评估，找出了灾害对国民经济发展影响的若干案例，并计算了这些灾害天气对经济的影响程度；何萍等（2002）对云南农业经济影响较大的气象灾害进行了分析，指出其形成原因，并提出了减灾防灾促进云南农业经济发展的措施；钱妙芬等（2001）利用气象风险指数MR，统计了四川金堂县10年所遇到的春早、春季冷害、初夏低温、夏旱、暴雨、秋绵雨、霜冻、雾害、高温等灾害的出现天数及作物关键发育期不利气象条件，探讨了气候条件对粮食、蔬菜等作物的产量的影响；刘伟等（2006）通过对比广东15世纪末至19世纪末的气象灾害、战乱、人口发展等几方面的数据，研究了明清时期气候变冷对广东地区社会经济发展的影响，发现这一时期农业生产的衰退、生态环境的恶化、战乱和农民起义的增多、人口发展的减缓以及瘟疫次数的增加，都与气候变冷有明显的相关性。

另外还有一部分文献通过构建数学模型，研究了气象因素对社会经济系统的影响。如刘健等（1994）基于大气科学理论及运筹学的线性优化，创建了一个由三维中尺度风场动力学模式、三维大气扩散数值模式及线性优化容量模式构成的动态优化区域大气环境容量模拟系统，并用该系统就镇江市区的大气环境容量及各污染源的最优排污量进行了计算，对未来基础工业的布局提供了依据。郑小华（2006）研究了苹果产业与气候生态环境之间的关系。周文韬（2003）介绍了气象与国民经济关联分析的一般方法，提出了气象消耗系数、气象感应度、气象感应度系数和带动系数的概念及其计算方法，从微观经济学出发，提出气象弹性公式。张永勤等（2001）结合气候变化对工业影响的统计模型和对农业产量影响的计算机模拟系统，建立了气候变化对区域经济影响的投入产出模型，预测了未来不同气候变化情景对经济部门国内生产总值和总产出量的影响，分析了当气候变化对工业、农业部门的生产和产品发生影响时，导致的国民经济其他部门生产和产品的改变、部门间需求量的变化和各部门间投入产出流量的变化。

从微观层面来看，气象因素影响某种产品的生产、供给和需求的研究文献较多。如王永忠等（2004）讨论了气温、气压和空气密度与飞机每千米耗油量的关系，在此基础上建立了最佳千米耗油量与经济飞行高度的数学模型，并以波音737—300型飞机为例对模型进行了验证。在德国，天气在线公司[2]研究了电厂负荷和天气参数，如降水量、全球辐射、日照时数等之间的关系，另外还研究了天气因素对农用化学品的影响，天气对能源产业、冷饮产业、建筑产业的影响，等等。

在国内，也有一些学者研究了气象因素对产业的影响。如邱向京等（2005）对福建省2002—2005年的最大降温电力负荷进行了测算，研究了降温电力负荷同气象因素之间的关联关系，从而得到了人们使用降温设备的一般规律。田白等（2005）应用2002年，2003年的夏季资料，通过对日最高气温、最低气温、风速、相对湿度和气压等气象要素与南昌用电量的对比分析，建立了用电负荷预测模型，取得了良好的经济和社会效益。

在国外，有许多文献研究了气象因素对产业的影响。如John（2002）计算了美国各行业GDP产值受天气和气候制约状况，他认为，在美国2000年的GDP总产值中，受天气制约的比例高达39％，但制造业基本不受天气因素的制约。Lazo等（2006）在天气与社会综合研究（Weather And Society—Integrated Study，WAS—IS）项目的推动下，开展了规模较大的美国不同经济行业对天气敏感性评估项目（OUSSSA），对美国各州及各行业对气象的敏感程度进行了评估，他们采用了科布-道格拉斯（Cobb-Douglas）生产函数模型，利用经济和天气历史数据，计算了11个行业、48个州、23年来的资本、劳动力、温度和降水等因素与经济产出之间的关系。结果显示，美国每年GDP的3.4％受到气象因素的影响，但制造业受到的影响并不显著。另外，还有许多学者对气候信息或气象因素对各行业效益的影响做了研究，限于篇幅，此处不一一列举。

从以上文献来看，有以下几个方面的问题值得进一步研究。第一，不同产业受不同气象因素影响的程度和方向是不同的，如农业、建筑业、工业、金融服务业等，由于各产业的生产、供应和销售的过程和特性互不相同，受到气象因素的影响程度也不一致，在分析气象因素对经济发展的影响时，有的文献是从社会经济系统的整体角度展开，没有区分不同产业的受影响程度和大小；有的仅仅分析了某单一产业受气象因素的影响，较少对多种产业的受影响程度作对比分析。第二，对气象灾害影响产业发展的文献较多，但对于气象灾害的定义和概念并不一致。第三，在选择经济指标时，许多研究文献仅仅选择了一些单一指标，如需求量、销售量、产值等指标，没有涉及更多的经济指标。基于此，本节针对工业中的典型产业：化学原料及化学制品制造业，煤炭开采和洗选业，天然气开采业，电气机械及器材制造业，通信设备、计算机及其他电子设备制造业，医药制造业等六个产业[3]，采用科布-道格拉斯生产函数，与资本投入、从业人员一道，将气象异常因素作为投入值，分析了这些异常因素对各产业产值的影响大小及程度，探讨了其背后的原因。另外，在设计气象异常因素时，创造性地构建了气象因子异常值指数和异常度指数。

研究气象因素对社会经济系统影响的数学模型及问题研究

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