自然灾害预测与预警机制探索

　　摘要：本文主要探讨自然灾害预测与预警，利用独创与研究的多变函数及量值对称性应用于自然灾害预测中来，文章从数据取样、变数计算、向变数分析与取舍、对称区间确定及X单元取数过程,简要介绍自然灾害再次发生之前以高概率的变数计算分析方法来确定发生的时间范围，而这种高概率是非常真实而又实际的特殊模式的统计结果。

　　1、引言

　　自然灾害预测是全世界都在努力研究与探索的课题，并且是被世界公认为难以攻克。每当自然灾害到来时人类便是悲哀与无奈，自然灾害不仅造成人民的生命与财产损失，同时也成为人们的精神负担，自然现象的随机性更让人们无法接受。自然灾害来势凶猛与恐怖随时都将摧残着人类，但是自然灾害是一种客观存在，它的形成与产生与时空形成对应。自然的变化也就是时间和空间的变化，人们如何最大限度掌握时空特性，发现客观规律。保障人的正常生存环境，尚需用长时间的考察与论证，随时间的推移，在人们还没有完全认识并掌握自然害产生的规律之前，生命与财产的安全随时将受到威胁，从对灾害现象的迷惘到能够认识与掌握，期间的代价是沉重的，但任何一种自然灾害的发生都必将同时间与空间有着对应性，了解并掌握时间与空间规律，自然灾害的随机性规律也逐渐被人们所认识。而这种规律不是永恒的，是随时间和空间的变化而不同，统计规律成为人们了解与认识自然灾害的基础，因此说自然灾害有其发生、发展变化的统计性。统计的方式可以是多样化，但统计的效果却不可能完全一样。如果我们统计的结果与现实发生进行对照。不断向深度和广度探索自然发展与变化的规律性。如何以人性化、科学化、正确化的思路来预防自然灾害是人类所面临的最难而又急需得到解决的大问题。《多变函数》与《量值对称性》在研究随机运动过程中起到了重要的帮助作用。

　　2、多变函数在自然灾害预测分析中的原理与作用

　　量值对称理论提出了任意随机发生的运动它的发生有时间上的数值对称性，这种对称的意义是随机发生的概率越大，变数区间越大。但变数区间又是有限的，通过变数的递延分析与随机发生的概率形成对称性，而变数是可无限廷伸的，直至出现多变常数。而这个常数的分布区间可按照人的意愿选定，我们选定某一概率区间后，就可以通过变数计算找到未来发生在这个概率区间的所有对应的时间，如果选定再次发生某自然灾害的概率为70%，便以70%来确定再次发生的时间范围，如果选定再次发生某种自然灾害的概率为95%，便以95%来确定再次发生的时间范围，每一个概率都有对应的多变常数。从前期已发生过的许多自然灾害的模拟预测结果来看，某自然灾害随机发生的概率可设定为90%--97%，也就是说，某随机运动在所预测的时间段内再次发生的概率可高达97%，多变常数取值越小，概率越大，因为变数递延计算范围较广时，随机现象发生在某概率区间的机会越大，未来再次发生某自然灾害可能性的时间范围大，发生的概率高，它就向我们射击的把子，如果瞄准把子的中心射击时命中的机会较少，射中的概率低，如果把的瞄准范围再扩大一些时命中的机会多，射中概率大。正如某自然灾害现象不能准确地确定发生在某一天或某时，但再次发生的概率确增大。

　　3、多变函数统计分析方法：

　　3.1数据取样

　　所谓取样就是用前期已经发生过的某一随机运动发生的时间及强烈程度，从性质、状态上进行独立的分类，也可以混合取用时间计数，前期所发生的同性质的某一运动事物按发生的时间顺序自然排列。一般取用前期已经发生的时间计数通过变数无限递延后，达到所有随机发生的运动最终在某一概率区间能够出现的同一多变常数。取样次数可根据需要或所要达到的概率所对应的多变常数来确定。一般取前期已发生过的同类随机事物15-20次。

　　例如前期所发生的某一自然灾害的时间分别为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T、U、……。从这些已知的时间数据中可按性质相同、数量级相同(或相近)、状态相同等分别选出作为独立的取样，再进行变数计算。

　　3.2变数计算分析

　　变数计算是以上面所列出，并按自然时间顺序的一组自然灾害发生的时间，无论所发生的年代，只要依次按自然时间顺序发生，通过变数计算得到一组变数,将该组变数分为近变数、中变数(即变数均线)、远变数构成三个分布线，通过线性回归分析换算为多变常数。如果我们所获得的常数分布在某一概率区间,并且我们认为是理想的概率，此时，完全可以确定每次所发生的某一种自然灾害必将以我们设定的概率分布在该区间内。各变数区间的选择和再次发生的概率在量值关系上是对称的,也就是说,变数取值范围越大,再次发生的时间取数范围越广，发生的概率越大，发生的真实性与准确性越强。

　　设y=∫(x) 其中

　　X—多变常数

　　y— 多变函数

　　多变常数有N个基本单元，从每一概率区间基本单元开始，可以推算出各概率区间多变函数y21，y22，y23，y24，y25，………y2n与y11，y12，y13，y14，y15，………y1n多级函数,经过向数分析与取舍后,被保留下的的函数值,即是可能再次发生的时间。

　　3.3向数分析计算与取舍

　　向数即变数的数据阵中不同对称区间的变数，在进行回归分析后而得到一定范围的各种变数，这些变数在其数据阵方向上所遵循的变数衰减规律。数据的变化看上去是零乱，但在一定的方向上是按一定的规律性变化(即变数曲线变化的单一性和周期性)，这个规律性就是曲线波动的“衰减”规律。“衰减”规律给我们对变数的取舍提供了保证。凡是被保留下来的变数是有效的，被取消的变数是无效的(或可能性概率非常小的)。

　　3.4 对称区间确定

　　对称区间是指概率大小分布同概率区间范围形成对应。在不同的概率区间经变数计算后所获得一组时间数据，任意一组数据只能被包容在对应的概率区间内，并且概率值越大对应的时间范围越大,所以呈现出量值对称。以前我们常用的统计分析方法是先取样分析，后评价结果(概率)的统计手段，而《多变函数》与《量值对称性》的分析是先评价结果(既某一区间概率)，后获得取样范围(即未来再次发生自然灾害的时间范围)，并且这些时间范围必然被包容在事先确定的概率区间，通过变数计算与分析能落入该区间的“取样”有哪些。这些“取样”就是再次发生时间范围。

　　3.5 x单元取数分析

　　X单元是我们任意选取的概率区间内的多变常数，将多变常数作为已知的自变量，进行多变函数计算与量值对称性分析，只要X单元取数经过变数计算后落入某一概率区间，以此区间确定未来将再次发生某自然灾害的时间范围。多变函数统计分析的特点是：

　　1、 可进行短期、中、长期预测。

　　2、 发生的概率可以事先任意选定，通过选定的概率确定取样区间及发生的时间范围。

　　3、 可运用变数统计同仪器监测密切结合，将变数计算所获得的一组时间数据做为预警期，在预警期内加大监测力度，通过与监测结果配合来缩短可能发生的包围圈，以达到短临预测。

　　4、 根据多变函数对再次发生的时间范围的统计，通过群测群防，重点监测达到有效预警。

　　5、 多变函数统计分析法可应用于其他任何自然灾害的预测，如洪水、地震、旱涝、矿难等任何自然灾害预测。

　　6、 为实际监测结果提供理论支持与保证。

　　7、 随机分析的任意性，即多变函数的分析与预测可以按自然灾害的类型、性质、状态、数量级、方位等参数进行独立取样分析，确定再次发生相同性质、状态、数量级的自然灾害可能性。

　　8、 短期效果明显，已知某一区域前期发生自然灾害的历史数据，可直接通过变数分析预测提供的时间表，根据时间表(指用变数计算法预测出来的再次发生的时间段)进行严密的监测与分析，加大监测与分析力度、广度为自然灾害的再次发生提供及时的预防，达到减少损失有效预防。

　　9、 分析具有速效性。变数分析法是单纯的数学计算与分析。不需要其它分析与预测工具便可以获得再次发生自然灾害的时间表，马上进行预警状态。

　　10、 从前期大量模拟分析结果看，多变函数计算分析所获得的数据范围不是连续的，而是以时间分段体现，预测时间范围可以日、月、年为统计单位，即使再次发生自然灾害的概率达到98%，预警期所包容的时间段累计也不超过中、短期预测。

　　11、 量值对称性显示了概率区间与概率大小对应的唯一性.再次发生的时间范围取值多少取决于各次发生的时间间隔密度，与时间间隔的长短无关。

　　当我们想以某一范围、性质、数量级的自然灾害为预测目标，便可对应得到预测的结果，如预测7-8范围的地震，那么我们便可以前期所有按自然时间顺序所发生的结果进行统计，对未来预测结果也必然是7-8级范围;如果我们想预测任意级别的地震，如3、4、5、6…等不同的级混合在一起来做统计，仍可以预测到未来将再次发生的时间范围，但这个范围所对应的结果也是任意的;如果我们想知道某一地区的某一种自然灾害再次发生的时间，那么我们便可以将该地区前期所发生的结果按自然时间顺序以多变函数式进行统计分析，便可得到该地区将再次发生的时间范围。当无限次的量值对称性分析与变数计算后，最终在某一概率区间出现的多变常数，如果我们还不够理想，还要再继续更高期望的概率值，只要在原有的多变常数基础上再继续进行量值对称性分析与变数计算，直至达到我们所期望的概率。随概率值的增大，所预测结果的时间范围也必然增大，假如在70%的概率时，我们能预测到可能再次发生的时间段累计是××天，在80%的概率时，预测到可能再次发生的时间段累计在××天范围，当以90%概率进行预测时，预测到可能再次发生的时间段累计在××天，依次类推，概率取值越大，所预测到的时间范围就越大。而对于中、长期预测来讲由于再次发生的时间范围取值较广，概率取值大，发生的概率完全可以达到90%以上。

　　多变函数统计预测，首先是以多变函数计算分析的结果提示人们在预测的时间段范围内要加大监测力度，统计分析同实际监测结果相结合，通过监测结果与多变函数预测结果的吻合性，完全可以达到短临预测。

　　在多变函数所预测的时间段范围内，通过各种监测方法和手段进行监测，如前兆现象、仪器监测结果的异常等只要是在预测的时间段内发生，必将引起人们的高度警惕，达到有效的预警目的。

　　4、揭示自然现象进行有效预警是人类文明的必然结果

　　大陆地震33%发生在中国,地震造成人员伤亡占全球的二分之一。自然灾害的预测从目前预测的手段与参数选择还远远不够,要多渠道、全方位的进行预防与监测。随着预测的方法与方式、预测参数不断增多，会使我们对地震等自然灾害又有了新认识，从宏观现象到微观性态的变化上都会有所发现或得到提示。人类是能够达到理想的预测效果，因为我们生存的地球本身就是一个生命体，生命体的发展与变化是有预先的征兆性。当我们给人体进行诊断时可以运用中医、西医相结合的方式达到有效的治疗。其实对自然现象的变化我也有类似于中西结合的方式，如民间的预测与专业预测、政府决策与机构职能有机相结合才能实现有效的预警，并且要有不断挖掘与创造意识，人的主观能动性越活跃，迈向现代化的步子就越大，所以说我们还是要坚信未来，自然灾害的发生规律能够被人类所掌握。

　　知识与技术应造福于人类，多变函数在自然灾害预测中如果能够得到有效应用，或许能够保护更多的生命，使国家和人民的生命财产损失减少，哪怕有一点帮助就可能挽回生命，减少一点损失;即使是短期或中期预测，但它总可以提供给人们一种高概率的提示，并且《多变函数》与《量值对称性》的研究还在面向更短期预测方向进行,不要等待研究成果达到理想与完美而再去运用，要积极主动去应用于社会。从目前世界范围内频频发生的各种自然灾害看来，预警要比救灾更有重要意义，预警能够争取时间，时间就是生命，时间就是财富，我们应抓紧时间主动去预防，要积极行动起来建立并逐渐完善预警机制，将生命受到的伤害与财产的损失降到最低限度。

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文章名称： 自然灾害预测与预警机制探索

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