气象服务与气象经济.ppt

2020 3 28 应用气象学院 第三章气象服务的效益 MeteorologyServiceandMeteorologyEconomy 2020 3 28 应用气象学院 主要内容 3 1气象服务效益的基本问题 气象服务效益及其分类气象服务效益评估的目的 任务和难点气象服务效益评估的基本方法 3 2各类气象服务效益的分析和评估 公众气象服务效益的分析和评估决策气象服务效益的分析和评估专用气象服务效益的分析和评估 3 3气象 经济决策理论及其应用 气象 经济决策理论的提出气象 经济决策的基本理论和方法气象 经济决策理论在气象服务效益评估中的应用气象 经济决策理论在我国的应用前景和目前存在的问题 2020 3 28 应用气象学院 本章重点 气象服务效益的概念 分类及评估的基本方法 各类气象服务效益的分析评估 气象经济 决策理论 本章难点 气象服务效益评估基本方法 各类气象服务效益评估方法 气象 经济决策理论 3 1气象服务效益的基本问题 一 气象服务效益及其分类二 气象服务效益评估的目的 任务和难点三 气象服务效益评估的基本方法 1 气象服务效益概念 气象服务效益是指气象服务活动中的资源耗费与其产生的有效效果之间的比较 一 气象服务效益及其分类 式中 B为气象服务的效益 C为气象服务活动中的资源耗费 E为与气象服务活动中资源耗费相对应的有效效果 f为C与E进行比较的法则 即B与C E之间的函数关系 2 气象服务效益的分类 分类目的 一是在于澄清气象服务效益的内在实质及其具体表现形式 以便比较科学 客观地分析和评估气象服务效益 二是要说明气象服务效益分类是相对的 而不是绝对的 分类的基本原则 作为一个整体而言 服务效益之间既不能重复计算 也不能随意舍弃 要尽可能全面覆盖 分类方法 1 气象服务效益的空间分类 2 气象服务效益的内在功能分类 3 气象服务效益产生的密切程度分类 4 气象服务效益的时间分类 5 气象服务效益的属性分类 6 气象服务效益的受益对象分类 1 气象服务效益的空间分类 按所涉及的空间范围来划分 宏观效益 微观效益 也称全局性效益 它是把一项事业作为一个整体 从整体和长远的角度来考虑其效益 主要是从某一个具体的用户利益来考察其效益 一般指企业或基层单位或某一个局部应用气象服务产品所产生的效益 2 气象服务效益的内在功能分类 减损效益 增益效益 气象服务在减轻气象灾害所造成损失方面取得的效益 气象服务在合理开发自然资源 保护生态平衡和利用有利气象条件为农业生产及各行业服务而产生的增产增收方面的效益 3 气象服务效益产生的密切程度分类 直接效益 间接效益 气象服务效益多属于间接效益 间接效益还具有波及扩散作用 即某种效益一旦发生 会带来一系列连锁反应 使效益的比重逐渐扩大 如气象服务的社会效益 生态效益就具有类似特点 4 气象服务效益的时间分类 近期效益 长远效益 例 人工影响局部天气 防雷减灾等立即见效的气象服务效益应属于气象服务的近期效益 气候资源合理开发利用的效益就属于气象服务的长远效益 5 气象服务效益的属性分类 社会效益 经济效益 生态效益 智力效益 公众气象服务效益 决策气象服务效益在很大程度上是属于社会效益 气象有偿服务效益和商业性气象服务效益主要体现的是经济效益 6 气象服务效益的受益对象分类 公众气象服务效益 决策气象服务效益 专用气象服务效益 二 气象服务效益评估的目的 任务和难点 1 气象服务效益评估的目的 1 为政府向气象部门投入提供参考依据 2 为用户使用气象产品提供参考依据 3 为气象部门提高管理效能 合理配置内部资源提供重要依据 2 气象服务效益评估的主要任务 确定气象服务效益评估值 以比较气象部门与其它部门或国外同行业在资源利用上的效率 供政府部门在配置资源时参考 也可为用户在考虑是否接受气象服务时提供参考依据 确定气象服务效益影响因素对效益值的影响度 以便气象部门提高气象服务的质量 用户提高消费气象服务产品的水平 从而达到共同提高气象服务效益的目的 3 气象服务效益评估的主要难点 气象服务效益的特点 从评估的角度看 1 难以度量性 2 不确定性 3 多因素性 4 难以归属性 1 难以度量性 概括地说 气象服务效益是气象服务释放到各行各业的经济价值 尽管改进预报服务手段 提高行业服务时效和水平 增强服务能力是提高气象服务效益的关键 但这些效益却很难直接度量 从而形成了气象服务效益评估的难以度量性 2 不确定性 气象服务效益的大小 在很大程度上取决于当地政府上报的灾情和减免损失值以及气象部门的服务情况 灾情的确定缺乏严密的监测设备 数据大多数都是人为估测 从而导致了气象服务效益评估值的不确定性 3 多因素性 气象服务效益是一种综合性的效益 气象服务效益的获得及高低 不仅取决于气象服务准确 及时 主动 还取决于地区的经济发展水平 发生时期 影响行业及用户能否合理地使用气象服务产品等 因此 气象服务效益的高低决定于多种变量 4 难以归属性 气象服务效益来自于各行各业用户和社会公众对气象服务产品的使用 因此 气象服务效益是气象工作者和用户共同创造的成果 就气象部门内部而言 气象服务效益分别来自于信息采集 信息传输 产品加工 对外服务和管理等 区分它们是复杂而困难的 这就使得气象服务效益难以采用成本 效益分析法进行评估 三 气象服务效益评估的基本方法 1 气象服务效益评估的基本思路 2 气象服务效益评估的基本过程 3 气象服务效益评估的基本方法 1 气象服务效益评估的基本思路 通过一定的方法 量化气象服务活动中的资源耗费C和与之对应的有效效果E 或者是与C E有关的参量 在既定比较法则f的情况下 求出气象服务的效益B 并在此基础上 通过敏感性分析对影响气象服务效益的各因子进行影响度分析 最后评估出气象服务的效益值 1 确定具体效益评估的目的和任务 2 气象服务效益评估的基本过程 2 进行基本分析 3 进行方案的比较和选择 4 执行技术方案 5 撰写评估报告 通过验收 1 确定具体效益评估的目的和任务 气象服务效益评估的目的取决于效益评估委托者的要求 主要工作 提出目标 明确多元目标之间的关系 限定目标 匹配任务 量化任务 形成评估工作进度表 对应考核指标 量化考核指标 2 进行基本分析 具体时空范围内气象特点的分析 资源耗费范围和特点的分析 有效效果范围和特点分析 资源耗费与有效效果的匹配分析 评估中所需资料的采集方法分析等 拟订评估技术路线和技术方法 并拟订多个可替代方案 重点是选择有效的评估数学模型类型和所需评估资料的获取方法 3 进行方案的比较和选择 技术方案的评价和比较的原则 目的性 技术方案重点是否突出 是否能够完成评估的任务并达到评估的目的 科学性 技术方案是否科学 合理 概念清晰 可行性 技术方案在实践中是否可行 满意性 技术方案是否能为有关人员所接受 信服 评价和比较的主要内容 技术方案在理论上的优缺点以及是否能与评估的具体问题相兼容 在多大程度上影响评估结果的科学性 合理性 技术方案实施所需的条件是否具备 筹集和利用这些条件需要付出何种成本 方案实施中可能遇到的困难以及失败的可能性 4 执行技术方案 制定相应措施 保证技术方案正确执行 确保有关技术方案的各项内容为所有人充分接受和理解 运用目标管理方法把各项评估工作层层分解 落实到每一个执行单位和个人 建立重要工作报告制度 随时了解评估工作进展情况 及时处理有关问题或调整行动 5 撰写评估报告 通过验收 评估报告力求做到表述准确 简洁 通俗易懂 认真组织验收工作 虚心接受各方面意见和建议 总结评估工作的得失 为今后评估工作提供借鉴 3 气象服务效益评估的基本方法 1 气象服务效益评估资料获取的基本方法 2 确定比较法则f的基本方法 1 气象服务效益评估资料获取的基本方法 统计分析法 问卷调查法 专家小组法 德尔斐法 统计分析法 统计分析法是在有实际记录或相关资料的情况下 运用有关财务或统计分析的方法提取所需数据的方法 资料来源主要包括 气象有关统计资料 政府有关统计资料 气象服务单位有关财务报表及各种实测资料 这种方法要求评估者具备会计学以及统计学方面的知识和应用能力 主要优点 方法体系成熟 科学性强 合理性强 主要缺点 获取资料的能力十分有限 工作量大 费时 费力 是指调查者运用统一设计的问卷 向被调查者了解有关情况来收集资料的方法 是一种间接的 标准的 书面化的调查方法 工作步骤包括 设计调查问卷 选择和确定调查对象 发放调查问卷 回收和审查调查问卷 整理 分析调查问卷 撰写调查报告 问卷调查法 主要优点能够突破空间限制 在相当广泛的区域内进行 并在众多的被调查者中同时展开调查 省时 省力 省费用 具有匿名性 能较好地避免调查者的干扰 以减少人为误差 主要缺点问卷回收率低 有效率低 对被调查者的文化程度要求高 提供的资料分析难度大 基本原理和要点在有关领域内物色 确定专家名单 向专家提出明确的问题 请专家书面答复 专家之间采用保密方式 将各专家第一次判断意见集中起来列表 不写姓名 再分发给各位专家 请他们再参考别人的意见 修正或者肯定自己的判断 并书面反馈 依次类推 专家们的意见几经反馈后 通常对要求预测和评估问题的意见渐趋一致 这个意见即可作为预测和评估的基础 专家小组法 德尔斐法 工作步骤建立预测和评估小组 选择专家 反复反馈征询专家意见 撰写预测和评估报告 主要优点能够充分发挥专家的特长 使得预测和评估结果更准确 匿名性 能够较好地避免调查者和专家 以及专家之间的相互人为干扰 易于取得被调查者的合作 节省费用 主要缺点费时 专家的选择比较困难 易于出现调查偏差 对被调查者素质要求较高 2 确定比较法则f的基本方法 比值法 扣除法 参量法 比值法 设在某一具体时空范围内气象服务活动中的资源耗费为Ci i 1 2 n 取得的有效效果为Ej j 1 2 m 则气象服务效益为 当n m时 气象服务效益也可以表示为 主要优点概念清楚 评估数学模型简单 便于理解和实际操作 主要缺点由于在气象服务活动中缺乏效益评估所需数据的完善的核算指标体系 常造成重复计算或漏算 从而使得评估结果误差较大 与比值法相对应 扣除法定义的气象服务效益为 扣除法 扣除法评估出的效益值一般有量纲 该方法的主要优缺点与比值法类似 参量法 参量法是根据具体时空范围内气象服务特点以及取得评估所需资料的可行性 将资源耗费C和有效效果E 或者是两者之差 E C 用另外一些参量表示成显函数形式 在评估的过程中 统计分析出这些参量的实际值 从而求出效益评估值的方法 参量法评估出的效益值一般有量纲 若结合比值法 可以消除量纲的影响 用参量法表示的气象服务效益数学评估模型 随具体时空范围内气象服务特点不同而不同 最大优点 建立了气象服务效益及影响因素之间的联系 便于敏感性分析 思路清楚 科学性强 合理性强 易于被受益者接受 主要缺点 一般需要大量的评估所需的历史资料 并且所建立的评估数学模型稳定性差 移植性差 3 2各类气象服务效益的分析和评估 公众气象服务效益的分析和评估决策气象服务效益的分析和评估专用气象服务效益的分析和评估 一 公众气象服务效益的分析和评估 1 公众气象服务效益评估的基本思路 2 公众气象服务效益资料的获取 3 公众气象服务效益评估的基本方法 1 公众气象服务效益评估的基本思路 公众气象服务在很大程度上是属于社会福利性的服务 其产生的效益既体现经济效益 更重要的还体现了社会效益 为了客观地评估出公众气象服务效益 只能从福利经济学角度来估算个人在使用公众气象服务产品中得到的最大经济价值 基本途径 利用一些间接的量化方法来推算出公众气象服务的效益 基本思路 确定调查参数或指标 进行社会抽样调查 通过有目的 有计划 全面地了解和获取广大公众对气象服务的需求和支付意愿 推算出公众气象服务效益 2 公众气象服务效益资料的获取 公众气象服务效益资料获取的基本方法 主要是社会抽样调查法 1 公众气象服务效益调查表的设计 2 公众气象服务效益调查的方法 1 公众气象服务效益调查表的设计 统计调查是整个评估过程中至关重要的一环 也是公众气象服务效益评估的基础 而统计调查的成败又在很大程度上取决于统计调查表的精心设计和准备 问卷设计应考虑的主要内容 形式 程序 应注意的事项 问卷设计应考虑的主要内容 问卷的结构和形式 一般包括被调查者的姓名 性别 年龄 民族 文化程度 工作单位 职业 住址 家庭人口等 调查内容 它是问卷最基本 最主要的组成部分 是所需要调查内容的具体项目 问卷填写说明 是填写问卷的要求以及方法 包括项目的要求 项目含义 调查时间 被调查者填写应注意和调查人员应遵守的事项 问卷设计的形式 开放式问卷是指调查的问题不列出所有的答案 而是由被调查者自由回答的问卷 封闭式问卷是指在问卷中提出的问题 已拟订了各种可能的答案 被调查者只需从中选定答案 问卷设计的程序 明确设计主题调查人员要根据调查的目的要求以及问题的涉及面 弄清楚设计的主题 设计问卷初稿根据调查对象的特点 按照主题要求 确定问卷的形式 列出调查的项目 编写提问命题和填写说明 设计出问卷初稿 进行试验性回答把初步设计好的问卷 由少数单位或个人试填 或在小范围内进行试验性调查 看有无问题 是否便于回答 能不能达到主题要求 设计正式调查问卷把试验性回答中发现的问题 进行整理和分析 对初稿进行必要的修改和补充 设计出正式调查问卷 问卷设计应注意的事项 必要性所提问题应直接为调查目的服务 可行性提问应尽量具体 用词尽量准确 通俗 易懂 易于回答 问题回答的内容不宜太多 准确性提问要简单明确 切忌模棱两可 艺术性要讲究艺术 有趣味 调查者乐于回答 公众气象服务效益问卷调查表200年月日调查地区 省 区 市 县被调查者职业 1 工人 2 农牧民 3 渔民船员 4 科技人员 5 教师 6 学生 7 干部 8 军 警 9 医务人员 10 商业人员 11 个体人员 12 离退休人员 13 其他人员 被调查者属性 市镇居民 乡村居民 为了解公众对天气预报的需求和建议 请您帮助回答下列问题 1 您每天收听收看天气预报的次数 请填数字 1 收看电视 中央台 省台 地方台 2 收听广播 中央台 省台 地方台 3 121电话 4 其它 2 您认为每天收听收看天气预报的理想时间是 请打钩 1 每天早晨 2 上午上班之前 3 中午 4 晚上7点半 5 晚上10 12点 6 其它时间 3 您对天气预报准确性的评价如何 选一项打钩 1 准确 2 基本准确 3 不稳定 4 经常不准 4 您对目前预报服务的满意程度 请选一项打钩 1 满意 2 基本满意 3 一般 4 不满意 5 您对电视天气预报节目最感兴趣的是什么 请打钩 1 本地天气预报 2 天气形势预报 3 台风和寒潮警报 4 世界主要城市天气预报 5 全国主要城市天气预报 6 大范围降水预报 7 卫星云图 6 您对电视或电台广播中天气预报内容的评价如何 请打钩 1 内容合适 2 内容太少 3 内容太多 4 内容太深 7 在日常生活中 您认为利用天气预报每年可为您个人或家庭节省的费用 请选一项打钩 1 1 10元 2 11 30元 3 31 60元 4 61 100元 5 100元以上 6 0元 8 公众天气预报是不收费的 为了解其服务效益 假设需要交费的话 您认为每年交多少合适 请选一项打钩 1 1 10元 2 11 30元 3 31 60元 4 61 100元 5 100元以上 6 0元 9 您收听收看天气预报的主要用途是什么 10 您对天气预报服务的意见和要求 2 公众气象服务效益调查的方法 气象服务效益的调查 一般可采用全面调查 典型调查和抽样调查三种 抽样调查是从应调查对象中抽取一部分有代表性的对象进行调查 然后根据抽样结果以推断出整体的结果 抽样调查可采用随机抽样 等距离抽样 非随机抽样和固定样本连续性抽查等作法 分类抽样的方式 先按经济发达程度分发达 中等发达 不发达三类地区 然后在每类地区中随机抽取被调查者 其优点在于可以利用对所调查对象的已有知识 先对调查总体进行分类 使每类中各个单位之间的差异程度缩小 从而使所选样本的代表性有很大提高 使得误差减小 多阶段抽样的方式 以地市气象局为组织单位 在每个地市以县为抽样单位 随机抽取几个县 然后再在抽到的县内随机抽取乡 镇进行随机抽样 以地市为抽样单位 随机抽取一部分地市 然后再以县为抽样单位 随机抽取一部分县 最后随机抽取被调查者 各级气象台站组织随机抽样调查方式 主要包括 选择一所学校的一些班级 请每位学生把问卷调查表带回家去请家人填写 在街头 乡村对行人进行问卷调查 利用一些报纸向读者进行问卷调查 利用网络进行调查 3 公众气象服务效益评估的基本方法 主要方法 自愿付费法 节省费用法 影子价格法 评价模型 W1 自愿付费法计算出的公众气象服务效益 P 订正系数 t 公众分类数Mi 本地区16岁以上的第i类公众人数 Ni 实际回收抽样调查表中第i类公众的人数 Cj 第j个付费等级的中数 n 付费等级数 Bij 被调查者中第i类公众中愿意付第j个付费等级的人数 效益评估举例 以1994年中国气象局组织的公众气象服务调查结果为例 分析说明其评估方法的应用 A 按照公众气象服务效益资料获取方法和调查方法获取公众气象服务效益资料 B 对调查资料进行分类统计分析 调查统计结果见表3 2 且t 2 n 6 表3 2 自愿付费法 调查统计表 收费价格 元 01 1011 3031 6061 100 100 市镇居民数609564591721816409616乡村居民数14251873594276152175 C 确定参数 Cj的取法Cj定义为第j个付费等级的中数 本例中 C1 0 C2 5 C3 20 C4 45 C5 80 C6 100 P值的取法P为订正系数 本例中P 0 834 D 统计评估 将参数分别代入评价模型得 W1 96 63亿元 二 决策气象服务效益的分析和评估 1 决策气象服务效益评估的基本思路 2 评估的基本方法 3 效益评估举例 1 决策气象服务效益评估的基本思路 决策气象服务效益是一种综合性的宏观效益 其效益评估的难度比较大 决策气象服务效益的评估也不同于公众气象服务效益的评估 决策气象服务效益评估的有效的途径是采用德尔斐法 专家小组法 的思路和方法 2 评估的基本方法 1 效益资料的收集获取 2 建立数学模型 3 参量确定 1 效益资料的收集获取 设计专家咨询表 组织试评 修改完善专家咨询调查表 选择专家 专家咨询 设计专家咨询表确定调查或咨询的内容及指标等 组织试评在正式咨询前 对事先设计的专家咨询表进行小范围的试评 或叫试点 发现问题 修改完善专家咨询调查表通过修改完善 使专家咨询表中所设计的调查指标和内容尽可能合理 可行 可操作 选择专家 不能在事先未征得专家同意就将调查表发给拟邀请的专家 在组织预测和评估时 对专家的要求是既要对本行业的基本情况比较熟悉 同时又对气象服务在本行业中所产生的效益有所了解 愿意承担任务并坚持始终也是选择专家时需要特别注意的一个问题 评估预测小组人数需要根据预测和评估问题的规模而定 一般以15人左右为宜 专家咨询其方式既可采用会议形式 也可采用书面形式 无论采用哪种形式 除给专家发放专家咨询表外 还要向专家作必要的说明或者提供必要的背景材料 表3 3决策气象服务效益咨询调查表单位 职称 职务 专业 效益项目好较好一般自定比例 综合效益情报预报资源开发人影卫星遥感其它 表3 4各行业气象服务效益权重评估参考比例 行业气象服务效益占各行业的总产值行业名称好较好一般总产值 农业1 0 2 0 0 6 0 9 0 1 0 5 建筑业1 5 2 0 1 0 1 4 0 5 0 9 水运1 5 2 0 1 0 1 4 0 5 0 9 民航15 20 10 14 1 9 合计 2 建立数学模型 参数含义 BVT为行业气象服务总效益 j为所选行业数 j 1 m Mj为第j行业的专家总人数 i为定性评估等级 i 1 2 3 Nij为第j行业评估第i等级的专家人数 Wij为第j行业气象服务效益权重 Wij的确定是根据表3 5中第j行 第i等级的加权平均值 Cj为第j行业的国民生产总值 主要参量 有两个 一是某个行业的国民生产总值Cj 二是气象服务效益在某行业国民生产总值中所占的权重Wij 3 参量确定 Cj的确定方法 某行业国民生产总值从 中国统计年鉴 中查得 Wij的确定方法 确定评估的主要内容 设计评估咨询调查表 确定评估行业 组织有关专家进行咨询调查 计算参量Wij根据专家咨询调查的结果 即可评估出气象服务效益在各行业国民生产总值中所占的比重 3 效益评估举例 1 设计专家咨询调查表参照表3 3 并结合当地实际作适当修改 2 确定评估的行业选择与气象关系较密切的行业农业 林业 水运 工业 建筑 铁路 公路 民航 商业 畜牧 渔业 邮电等12行业为评估对象 3 确定专家按照确定咨询评估专家的原则进行 共在12个行业选了104名专家 4 组织咨询调查分地 市 进行 向选定的专家发送表3 3和表3 4及有关咨询材料 由专家各自独立根据经验和所掌握的信息进行定性或定量评估 收回专家咨询调查表 5 统计评估对专家咨询表进行分类归纳 整理 统计 分析 并按照行业气象服务总效益的计算公式进行评估分析 分类列表 即可得到表3 5所示的评估结果 表3 5某省决策气象服务效益评估结果表 三 专用气象服务效益的分析和评估 1 专用气象服务效益评估的特点 2 评估的基本方法 3 应用举例 1 专用气象服务效益评估的特点 专用气象服务主要是指各级气象台站在做好公益无偿气象服务的前提下 根据用户的特殊需要提供的各类气象服务 这种效益的评价 可以从不同的角度 根据不同的评价对象和不同的评价内容 采用不同的评估方法进行评估 评估的适用方法 损失矩阵法 2 评估的基本方法 1 损失矩阵法的基本思路我们知道任何一种天气过程 一般都可以分为强度不同的等级Wn n 1 n 于是得出这种天气的预报等级与实况的联合概率分布 见表3 6 表3 6联合概率分布表 如果天气实况为Wn 而用户未提前采取防范措施 就会造成经济损失 我们设其经济损失为Mn n 1 n 分别对应于Wn下产生的损失 如果天气实况为Wn 用户已采取了防范措施 避免了大部分损失 但总有少量无法避免的损失 设用户无法避免的损失为H 则无法避免的损失率为Fn H Mn 同时将采取防范措施所需花费成本设为C 由此可得到损失矩阵如表3 7所示 表3 7损失矩阵 当预报W1 0时 用户可不防范 当预报Wn 0且Wn 0达到防范指标界限时 需要进行防范 这样从表3 6和3 7可得到平均损失为 R1 CP0n FnMnPnn MnPn1n 2 n式中 P0n为预报服务次数 Pnn为报对天气过程次数 Pn1为漏报天气过程的次数 若用户未对预报服务采取防范对策 一旦出现天气 其损失为 R2 Mn n 2 n因此 可将用户依据预报服务采取对策后少损失的部分看作预报服务的综合效益 即 Q R2 R1 2 防范指标的含义和确定方法 含义天气强度指标可分为两种 影响强度指标指天气强度达到某指标时对用户产生了影响 但其损失小于防范成本 受灾强度 防范 指标指天气强度达到某指标时 用户不采取防范措施造成的损失大于防范成本 确定方法通过对用户生产的调查研究和试验分析来确定 不同地区其指标的具体值应有所区别 3 计算表达式和物理意义已知气象预报服务的综合效益为 Q R2 R1 Mn CP0n FnMnPnn MnPn1因为Fn H Mn 则 Q Mn CP0n FnMnPnn MnPn1 Mn 1 Pn1 CP0n HPnn 对一次天气预报过程而言 通常会有以下三种情况 预报准确以防范指标为界限 定性评价为正确 即 天气过程报对 Pnn 1 进行一次服务 P0n 1 天气过程未漏 Pn1 0 因此 Q Mn C H 出现漏报以防范指标为界限 定性评定错 即 天气过程未报对 Pnn 0 未进行预报服务 P0n 0 天气过程为漏报 Pn1 1 因此 Q Mn 1 1 0 说明用户并没有因为天气预报服务而减少损失 故没有产生气象综合效益 出现空报以防范指标为界限 定性评定错 即 天气过程未报对 Pnn 0 进行了一次服务 P0n 1 天气未出现 不存在漏报 Pn1 0 不存在天气造成的损失 Mn 0 因此 Q 0 C C 说明空报使用户采取了防范措施 花费了防范成本C 故气象综合效益为负值 4 关于损失值的确定 损失值的含义Mn为天气强度Wn对应下的由天气因素造成的损失 意义是 某些物资如粮食等 在天气因素造成损失后未完全报废 仍可通过再生产处理 其Mn应该是天气造成的损失量乘单位量的再生产成本 而另一些物资如半成品砖坯等 遭受损失后不仅完全报废 还要增加清理费用 其Mn应该是天气造成的损失量加善后处理成本 损失值的确定设每次用户的防范总额为M 则将天气Wn下不防范造成的毛损失Mn与物资总量M的比重定义为损失比 Y Mn M 又设天气强度为X 则Y与X在某一天气强度范围内可看作是线性关系 而X在防范指标以下Y 0 当X达到某界限值时 物资总量M全部遭受损失 Y 1 则损失比可表示为 0X DY BX X0D X Z1X Z式中 D为防范指标Z为天气强度界限值 1 服务过程1990年8月26日某市气象台向本市有关用户进行了预报服务 预计在未来24小时将有中雨 实况27日降水量9 2 达到了中雨的标准 该市的砖瓦厂300万块半成品砖坯 因提前防范减少了损失 3 应用举例 2 服务效益评估 计算实况天气下的损失比该市砖瓦行业半成品砖坯的损失比Y与降水强度X的一元线性回归模式为 0X 1Y 0 004 0 089X1 X 11 21X 11 2在本例中 X 9 2 则 Y 0 004 0 089 9 2 0 82 未防范的损失毛损失 0 82 300 246万块 价值约4 92万元 善后处理费用 246万块 30元 万块 计0 74万元 则未防范的损失 Mn 4 92万元 0 74万元 5 66万元 防范成本为7元 万块 计0 21万元 防范后仍有5万块砖坯受损 损失0 1万元 天气预报服务气象综合效益Q Mn C H 5 66 0 21 0 1 5 35万元 天气预报服务的纯气象服务效益E Q K 5 35 0 245 1 31万元 损失矩阵法是一种比较科学 有效的评价方法 但计算工作量较大 有时可能有些数据难以得到 如用户投入的防灾成本等 因此 采用损失矩阵法评价气象服务效益应从基层台站做起 将其作为一项基本的业务工作 全面 准确地收集有关天气预报服务的效益资料 建立气象服务指标数据库 3 3气象 经济决策理论及其应用 气象 经济决策理论的提出气象 经济决策的基本理论和方法气象 经济决策理论在气象服务效益评估中的应用气象 经济决策理论在我国的应用前景和目前存在的问题 一 气象 经济决策理论的提出 社会发展到一定阶段 经济生产方式必然需要客观化 定量化 气象信息也因之成为必不可少的重要决策依据 并且气象信息在经济决策中的使用方法也存在着定量化和最优化的问题 于是产生了气象 经济决策的新领域 气象 经济决策的目的在于通过效益比较 为优化合理使用气象信息提供一套科学的方法 以充分发挥现有气象信息服务产品的潜在经济价值和效益 气象服务是信息服务 信息是一种特殊的商品 其价值的实现要经过以下三个步骤 提供信息 依据气象信息进行决策 实施决策为了最大限度地发挥气象服务在经济决策中的作用和效益 气象部门不仅要根据用户的需要提供优质的气象服务产品 而且还要主动地指导用户正确的使用气象服务产品进行有效的决策 二 气象 经济决策的基本理论和方法 气象 经济决策离不开的两类参数 气象参数 一般是指表征气象信息质量好坏的参数 例如天气预报准确率的各种判据均属气象参数 经济参数 是指具体用户的经济特征 例如某一生产单位的产值 对不同天气的敏感性 气象损失 预报措施的花费等 几种主要的模式 1 一个最简单的决策判据 设某坏天气出现的频率为P 气象参数 其对某一生产部门所造成的可避免经济损失为L 经济参数 避免这种损失所需采取措施的费用为C 经济参数 则有以下决策判据 P C L时防P C L时可防可不防P C L时不防 2 气候决策 设有i种天气状况Fi 有j种决策dj P Fi 为Fi的气候概率 U Fi dj 为出现天气状况Fi而采取dj决策时的收益 则采取dj决策的平均收益为 通过比较各种决策dj下的Udj的相对大小 即可得出气候上最优的气候决策及其经济效益 U为经济参数 P为气象参数 均可通过历史资料得到 当天气状况用连续量x表示时 效益U用函数U U x a 表示 其中x为实测值 a为决策值 当完全听从预报时则决策值等于预报值 P换成x的概率密度f x 上面的求和变成积分形式 确定U x a 的具体函数形式 并假设f x 为正态分布 则u x a 和f x 均可用实际资料拟合得到 为寻找使U达到最大的a值 把上式对a微分 再令微分结果为零 从而可求出最优气候决策值a0 3 天气决策 使用天气预报进行决策称为天气决策或预报决策 这时经济参数写成矩阵形式 称为损失矩阵 rij 或效益矩阵 uij 气象参数也可以写成矩阵形式 称为共轭矩阵 pij 其中pij可根据天气实况和预报的历史资料统计得出 rij和uij可从用户的生产记录统计得出 4 多个预报的最优综合决策 当对同一预报对象同时存在多个用不同方法作出的预报时 需要将这多个预报进行综合 然后采取决策 当这种综合的目的单纯着眼于提高预报准确率时 就是天气预报术语中的预报集成 当这种综合的目的着眼于最优经济效果时 就是这里的最优综合决策 这种方法是通过一定的规则即综合决策将两个以上的预报进行综合得出一个预报结果 最后选择的最优策略取决于经济参数和气象参数值的相对位置 不同时效预报的动态结合 使我们对于长期预报的经济价值有了新的 积极的认识 5 多阶段动态决策 使用天气预报连续量进行多次决策 且前后决策之间又具有相互制约关系 这种决策称为多阶段动态决策问题 例如 果树在一段时间内每晚都面临着是否采取防霜冻措施的问题 由于温度预报并非完全准确 所以每晚的决策都承担着一定的风险 越往后风险越大 也就是说同样的判据值在第k 1次无需采取措施 而在第k次就有可能要采取措施了 解决多阶动态决策问题一般采用所谓的决策树方法 最后导出循环迭代模式 当然 在实际经济生产活动中所遇到的气象经济问题是千差万别的 并不是马上就能套用这些模式 但我们只要掌握这些模式的基本思路和原理 就可以根据实际情况灵活变通地应用这些模式 例如 关于资料样本的问题 也可以采用合理的半主观估计方法来修补缺失的资料 三 气象 经济决策理论在气象服务效益评估中的应用 1 气候资料分析的经济效益评估2 天气预报的经济效益分析 1 气候资料分析的经济效益评估 通常应用气候资料服务可以分为三种情况 一是只能根据气候资料进行一次性决策 以后无法再根据各年的天气情况对原先的决策进行修改 如建筑部门 二是缺乏必要的天气信息 只能使用气候资料 如长期的农事安排 三是既非不能使用天气信息 又非缺乏天气信息 而是为了简化决策方法 如有时使用天气信息只能比使用气候信息提高很少的收益 而在决策措施上却要麻烦得多 例1 根据某地6月份降水量 mm 大麦播种量 万粒 亩 与平均亩产量 担 亩 的实际历史资料得出它们之间有如下的统计关系 其中