新论文：台风导致的港口运营中断对中国沿海地区造成的经济影响评估

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DOI: 10.1016/j.ocecoaman.2023.106533

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集装箱运输是现代国际贸易和物流中不可或缺的组成部分。中国沿海地区每年都受到台风的影响，伴随台风的极端天气常常对港口的正常作业造成许多干扰。因此针对台风灾害的集装箱港口经济损失的定量评估对港口运营规划和灾害预防具有重要的意义。在本论文中，我们提出了一种定量分析台风风灾引起集装箱港口运营中断导致的直接与间接经济损失评估框架。该方法被应用于中国沿海的环渤海港口群、长三角港口群、东南沿海港口群、珠江三角洲港口群以及西南沿海港口群中的31个港口。根据2006-2020年期间的历史台风数据，我们评估了中国沿海地区港口层面与区域层面的经济损失情况。该方法能快速、直观地反映港口与港口城市所面临的台风风灾风险，为港口及其关联行业的管理人员提供决策依据。

研究背景

港口是连接海上交通和内陆经济腹地的重要节点，同时又容易受到台风等自然灾害的影响。随着沿海港口城市经济与人口的快速增长，应用针对沿海港口经济损失评估方法和有效的灾害管理对策是必须的。我们课题组此前开展过台风风灾对港口运营影响的评估（参见：《新论文：台风风灾对港口运营的经济影响：以中国港口为例》）。以上研究主要以台风物理过程为基础，实现了定量评估港口名誉损失、托运人损失、承运人损失以及港口未运营所导致的间接损失在内的四个方面。

与灾害有关的损失和破坏从研究尺度上可划分为局部、区域、国家和全球四个层面，从类型上则可分为直接经济损失、间接经济损失、直接物理损失和间接物理损失四个方面。在本论文中，我们重点关注台风风灾对局部和区域尺度造成的直接经济损失和间接经济损失评估。

研究方法

本论文提出的评估框架如图1所示，主要包含以下4个步骤：

（1）基于台风轨迹信息与混合经验风场模型，识别台风事件，评估风速的大小与方向；

（2）基于港区计算范围内布置的风监测网络，判断港口是否在该台风期间停止运营（最大风速大于或等于10.8m/s时港口中断），并确定中断时长；

（3）由于每日的吞吐量无法观测，我们对月度集装箱吞吐量进行折算分析，以考虑台风天气与季节性因素对吞吐量的影响。在此基础上，采用港口经济损失模型，计算沿海集装箱港口的直接经济损失；

（4）基于投入产出模型，计算港口运营中断造成的省级尺度的间接经济损失。在上述基础上，评估区域尺度与港口群尺度的台风经济损失大小以及损失的放大效应。

图1 本论文中提出的评估框架

案例研究

我们将上述经济损失评估框架，应用于中国沿海地区的31个集装箱港口。本研究计算了自2006-2020年以来，台风引起的港口中断造成的港口层面与区域层面的直接经济损失和间接经济损失。图2 中展示了31个集装箱港口的空间分布情况与各自所属的港口群。本论文原文中详细介绍了本研究方法所需要的数据类型、指标选取方式及数据来源。由于篇幅有限，在此不做详细列举，感兴趣的看官请移步原文。

图2 集装箱港口的空间分布

计算结果

（1）本文对风场模型与港口中断时长进行了验证。如图3所示，本文选取了T2004、T1918、T1909三场台风期间的风速实测值与计算值进行对比。以上海港2019年的运营情况为例，我们的计算模型成功识别了T1909、T1913、T1917、T1918四场台风对港口造成的影响。图4中展示了2019年间所有的台风路径，其中对港口无影响的台风路径为灰色，对港口有影响的台风路径为彩色。图5中展示了四场台风期间，本模型计算得到的港口风速监测区域内的最大风速与最小风速。

图3 风速实测值与计算值对比

图4 2019年间台风路径

图5 台风期间港口风速监测区域内的最大风速与最小风速

（2）本文对台风影响下，中国沿海港口层面及区域层面的直接经济损失进行了计算。图6是基于2006-2020期间数据计算得到的港口的总经济损失与各省(市)的平均经济损失。15年间的总损失排名前五的港口依次是深圳港、上海港、宁波舟山港、广州港和厦门港。此外，本文的研究结果表明，经济损失排名前8位的港口所遭受的损失总额占台风引发的港口经济损失总额的85%以上。

图6 2006-2020间港口的总经济损失与各省(市)的平均经济损失

（3）本文以2018年为例，计算了台风风灾对港口运营中断所导致的直接经济损失、间接经济损失和总损失等。具体结果展示在图7中。同时，我们还考虑了间接损失的影响，计算了各省(市)和港口群的经济损失放大系数，并将结果分别展示在图8和图9中。

图7 2018年台风下沿海省(市)的经济损失

图8 2018年各省(市)经济损失放大系数

图9 2018年各港口群经济损失放大系数

小结

本论文提出了一套定量分析台风下港口运营中断对沿海地区造成的经济损失的评估方法，旨在为沿海港口城市的建设提供参考。除了大风外，台风还可能伴随着巨浪和风暴潮，导致港口更长时间的中断。为了更精细地评估港口的多灾害风险，我们还需继续探究如何将物理模型和经济模型结合，为港区防灾减灾提供重要的科学依据。在此，我们诚挚地邀请各位专家和读者对我们的研究进行批评和指正。