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科普,关于多少年一遇的基础知识(来自知乎)

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首先,“百年一遇”并不是100年只会发生一次的意思。什么叫“百年一遇”。人们时常会误认为“百年一遇”指“一百年只会发生一次”或者“如果已经发生一次,在未来若干年内不可能再发生”。“百年一遇”在专业上较准确的含义却是“任意一年内都有百分之一发生概率的事件” 。
美国从20世纪60年代开始使用100-year event这种概念用于风险评估,目的是评价“在百分之一概率事件下,工程项目的可靠性”。相应的其实还有10-year, 50-year, 500-year 和1000-year的使用——全部都是10分之一,10分之一,500分之一,1000分之一发生概率的意思,“N年”通常指在统计上的回归周期。每一个“N年一遇”事件都对应一个事件发生时的数值, 如降水的100年一遇,50年一遇和10年一遇对应水平可能是200,40和30毫米每小时。不仅洪水、暴雨有“N年一遇”的分级,干旱和高温等也有“N年一遇”的分级方式。
“百年一遇”绝对不是100年内只发生一次的意思;它的确是极易让人望文生义而导致误解的词,媒体和某些“专业人士”滥用专业词导致了这种误解。即使专业领域里中常识的“百年一遇”在引用至公共媒体的时候至少需要做一个转换。
这个“百年一遇”是中文翻译后将词义扭曲加重的例子。有读者问“老祖宗留下来的语言里就有这个词,怎么能这个词是翻译而来的词呢?”  请查看各版本的《辞海》和《词源》,是否存在“百年一遇”且表达“罕见”意思的词。纵然说“百年一遇”这词在中文中存在,那么在工程上使用的“25年一遇”,“50年一遇”,“500年一遇
”等等的词在数学逻辑中与“百年一遇”是相同的,而且有精确的数值差别;日常语言中并不存在这样的固定词汇。

中文中有两个常用词“千载难逢”和“百年不遇”,意思都是极为罕见的事件。然后当我们把100yr event翻译成“百年一遇”的时候,极容易让人与经验中的“千载难逢”和“百年不遇”关联起来,误认为100-year event是个“极为罕见的事件”,事实上却不罕见。 在英文中的100-year event是个专业术语,而常用语中没有含“100-year”来表述罕见的短语(英文中用Once in the blue moon表示千载难逢),当在专业领域使用时不会让人误解,流入日常生活时候的误解比中文环境里少一些。
美国土木工程师协会(American Society of Civil Engineers)也指出英文的100-year event当中使用的这个回归期(Return period)会造成误解,而建议使用超越概率(Exceedance Probability)来代替。
美国某教授被谈到洪水与保险业关系的时讲了这样一个现象:投洪水保险的家庭通常投保百年一遇洪水保险,于是每当发生一次“百年一遇”等级洪水之后,会出现一段时间的退保潮。因为这些家庭认为,刚刚发生了一次百年一遇的洪水,那么在接下来的有生之年里,基本上不会发生这样的洪水了。
其次,“百年一遇”事件经常发生。
假定刚才100-year event等于1%概率事件的意思你明白了。那么我们看看,这种事件在100年里的发生概率是多少。
如果一件事在一年里发生概率是1/T,那么不发生的概率就是(1-1/T),那么连续N年不发生的概率就是(1−1/T)N\" role=\"presentation\" style=\"font-size: 1px; display: inline-block; position: relative;\">(1−1/T)N(1-1/T)^N。 刚才说的是N年不发生的概率,那么,N年里至少发生一次的概率就是1-(1-1/T)^N。
公式:
Pe=1−(1−1T)N\" role=\"presentation\" style=\"font-size: 1px; display: inline-block; position: relative;\">Pe=1−(1−1T)NP_e=1-(1-\\frac {1}T)^N
看看100-year事件在100年里发生的概率,T=100,N=100 Pe=1−(1−1100)100=0.63\" role=\"presentation\" style=\"font-size: 1px; display: inline-block; position: relative;\">Pe=1−(1−1100)100=0.63Pe=1-(1-\\frac {1}{100})^{100}=0.63.也就是说这种事件在100年里发生的概率大于63%。

100-year 事件在10年里发生一次的事件概率是多少?
Pe=1−(1−1100)10=0.095\" role=\"presentation\" style=\"font-size: 1px; display: inline-block; position: relative;\">Pe=1−(1−1100)10=0.095Pe=1-(1-\\frac {1}{100})^{10}=0.095
在任何10年里,发生一次以上100-year事件的概率都大于9.5%。
这是一段来自美国地质调查局有关华盛顿大洪水的话( The \"1OO-Year Flood\")
华盛顿的大洪水有可能在任意一年里发生
全州的河流几乎年年提高历史洪水记录。在华盛顿州,过去几年里有数条河流里都有超过百年一遇的洪水。为什么百年一遇洪水发生如此频繁?
为什么这些洪水不是100年才发生一次呢?
“百年一遇洪水”的术语容易误导人,因为它使人们认为每100年只发生一次。但真相是大洪水可能在任何年份里发生。“百年一遇洪水”完全是个统计称呼,表明该量级洪水在任意一年内是1%的机率发生。更好的术语应当是“1%概率洪水”。
两次任意量级洪水的实际间隔年份波动很大。 我们时常在连续或近乎连续的多个潮湿年份里遇见多次大洪水。
第三,所谓的“百年一遇”事件强烈依赖已有观测数据;人类活动和气候变化也会影响这个数值。

以降水量为例,50毫米每小时的降水量对于某些沿海地区来说,可能只是5-year事件(20%概率),但这个数值如果放在干旱地区,可能就是1000-year事件(0.1%概率)了。某一数值是属于“多少年事件”,都是依赖该地区已有的观测数据。
假设10毫米每小时降水量是某A城市的“百年一遇”降水,说明降水大于10毫米每小时在统计上是1%概率事件,但如果发现连续多年都有10毫米每小时事件持续发生,那么就需要更新统计数据,将近年的降水状况也加入统计计算,然后新结果就可能将10毫米每小时量级的降水变为\"10年一遇(10%概率)\"或者是“20年一遇(5%概率)”了。 持有的观察时间序列越长,这个概率值也就越准确。
除过统计年份的因素之外,“百年事件”的数值会随自然状况的变更而波动。 例如,如果在全球变暖的趋势下,降水和气温的的“百年事件”的波动变大,意味有可能引起更大更高频率的洪水、事先定义的“百年一遇事件
”的发生频率会增高——从1%概率增加到大于1%水平;也可能某些地区气温升高却降水减少,带来更多“百年事件
”的干旱。
除过气候的自然变化之外,人为影响也会改变“百年事件”发生频率。 发生“百年一遇”的暴雨并不必然引起“百年一遇”的洪水,因为洪水形成受土壤吸水能力、蒸散发能力、地表粗糙度和河道输水能力而决定。  例如,2014年的凤凰古城被淹,诸多的专家认为是由于凤凰古城两岸被过度开发造成;占用河道,滩涂,岸坡以及大量设计不合理的风雨桥都是人为造成如此大洪水的原因,而不是因为降水量大太。从任何水文或工程(Hydrology,Water resource engineering   或 Open channel hydraulics)的教科书上,都可以分析出这个结论——当然具体分析需要分析流域的气象、水文和水利管理的数据。在不同的洪水等级下,河道和堤岸被淹的范围不同;如下图(Chapter 3: Hydrology and the “100-Year-Flood” «  Focus on Floods)所示在“100年一遇”,“500年一遇”和“大于500年一遇”的洪水下淹没范围不同。凤凰被淹,其中一个原因就是大量的建筑已经修建于有较高

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评论
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  • 明日天气
    回复 鱼不停游: 你这就说过头了
    2023-08-04未知 8 4
  • 鱼不停游
    中文就没有啥准确含义,一切都靠解释,自圆其说
    2023-08-04未知 8 4
  • 明日天气
    回复 xuser2009674: 大概就这意思吧,汉语还有个词叫千载难逢,那显得更加夸张。
    2023-08-04未知 8 4
  • xuser2009674
    知道概率这个词的,反而把问题复杂化了。
    看来知乎者也,不怎么样。
    2023-08-04未知 8 4
  • xuser2009674
    回复 明日天气: 既然去年出现了,今年再出现,那么今年就不能叫“多少年一遇”啦。重大灾害年年出现,成了家常便饭了。到时候就没人提什么多少年一遇了吧。
    看来关键还是理解问题。所谓“百年一遇”我以为正常人的理解是百年前发生过类似情况;没有人会理解成今后一百年内再也不会发生类似的情况。如果有人这样理解,那简直是不可理喻的了。
    居然有人这么抠字眼,那就真是奇葩啦。另外,不能把‘多少年一遇’看成专业术语给通俗化了。
    “多少年一遇”只能说今天发生的情况,在多少年前发生过。跟今后没有一点关系。今天发生的事情有可能以后天天发生,也可能永远不会发生了。这个谁也说不准。
    2023-08-04未知 8 4
  • 冇嗰樣整嗰樣

    该用户太调皮了,已被禁言~

    2023-08-03未知 8 4
  • xuser18393974
    回复 明日天气: 概率是最简单的基础学科 很容易掌握
    学过还迷糊 那是当初学得就不好
    2023-08-03未知 8 4
  • 悠然望南山
    按照降雨范围、降雨时间、单位时间降雨量几个参数综合更科学
    2023-08-03未知 8 4
  • 悠然望南山
    回复 白铯会: 你文科生吧
    2023-08-03未知 8 4
  • 明日天气
    回复 xuser18393974: 真不怪普通百姓,且不说没学过概率的,就是学过的,都知道概率有反直觉的的一面,媒体喜欢用这个词,久而久之,大家都迷糊了。
    2023-08-03未知 8 4
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