● 摘要
西北脆弱带（陕甘宁蒙接壤区）是我国具有重要生态、能源与社会意义的特殊区域，全球气候变化下西北脆弱带气象灾害发生的频率、强度与损失不断加大。有效防范西北脆弱带的气象灾害对本区域、我国西部乃至全国都有重要生态和经济意义。基于地球科学更具唯象的特性，对称性在自然灾害研究中已表现出重要的作用，其思维与方法对于自然灾害的研究与趋势判断将是一个新领域的探索。本文对西北脆弱带地区气象灾害的时空对称性结构与未来趋势的探索研究，及风险对称性管理对策的提出，可丰富对称性原理在自然灾害领域的研究案例,完善自然灾害研究的方法体系。
本研究以西北脆弱带40个国家气象测站1961-2013年的各项气象数据为基础，探索其对全球气候变化的响应特征，做出气象灾害识别，通过对灾害事件的统计分析，以对称性为切入点，拓展可公度方法，与GIS空间分析方法相结合，建立气象灾害时空对称性的多种演变模型，探索西北脆弱带主要的气象灾害旱灾、暴雨、风灾及低温冷害灾害的时空对称性结构，依此对未来灾害趋势做出判断，并在对称性表象的基础上寻找气象灾害发生的内在机理，完善自然灾害研究方法体系。
气象灾害趋势判断目的是提高对灾害的科学管理能力。本研究考虑了气象灾害趋势判断的结果因素，构建出完善的气象灾害风险评价指标体系，做出西北脆弱带气象灾害风险评价与气象灾害风险区划。在此基础上，基于对称性的思维与方法，创新性的提出了西北脆弱带气象灾害风险的对称性管理对策，为气象灾害风险管理给出新的研究思路。
研究结果表明：
（1）西北脆弱带对全球气候变化的响应突出，顺应了全球变暖的气候大势，变暖的趋势明显高于全球变暖速率（0.1℃/10a），也高于中国气候变暖的速率（0.15℃/10a）。从空间分布看，中尺度分区中西北腾格里沙区和小尺度站点东胜的升温速率最快。西北脆弱带1961-2013年间降水量总体呈减少趋势，减少速率为3.29mm/10a，表明随着全球变暖的趋势越来越明显，西北脆弱带降水量的响应特征是降水有所减少，这与我国近百年来降水量的增加趋势是相反的。从降水量的空间分布与变化看，大致沿东南—西北方向逐步减小，年均降水量最高为东南黄土丘陵沟壑区，最低为西北腾格里沙区。从降水量变化趋势来看，大致沿东南—西北方向呈由减少到增加的逐步过渡，东北毛乌素沙区和西北腾格里沙区降水量呈增加趋势；而西南黄土丘陵沟壑区和东南黄土丘陵沟壑区降水量则呈减少趋势。
(2)西北脆弱带的气象灾害在全球变暖背景下，旱灾有逐渐加强的趋势，暴雨和大风灾害变化趋势不大，低温冷害灾害却是大幅度减弱。西北脆弱带今后对气象灾害的防灾工作重点应集中在旱灾、暴雨灾害和风灾上，对低温冷害的防灾工作可适当减少。西北脆弱带气象灾害各灾种中，对比而言，其对称性特征表现最显著的是旱灾，风灾的对称性特征表现的相对不是很显著；而对大、中、小区域尺度气象灾害的对称性特征分析与趋势判断结果发现，大尺度、小尺度区域的对称性特征表现的最为明显，判断结果的可信度最高，而对称性表现相对不好的是中尺度区域，这对今后对称性在气象灾害中的应用研究在研究灾种与研究空间尺度的选择上会有所启示。通过对西北脆弱带大、中、小尺度区域旱灾、暴雨、大风、低温冷害的时间与空间对称性研究，略去久远的考虑，对各种气象灾害做出了发生时间趋势与空间趋势的判断，但所有判断结果还有待于未来气象灾害事实发生的实践检验。
（3）将气象灾害趋势判断的结果纳入到气象灾害风险评价指标体系中，对西北脆弱带的各灾种气象灾害与综合气象灾害做出风险评价，评价结果发现：不同灾种的气象灾害风险最高的区域并不相同，而气象灾害综合风险最高的区域主要在东北毛乌素沙区的榆林、定边，东南黄土丘陵沟壑区的洛川和西峰，西北腾格里沙区的阿拉善左旗、中宁和中卫等地区。
本研究对提升西北脆弱带的区域气象灾害防御水平具有指导作用，为对称性规律在灾害学和管理学中的应用提供新的思路和研究案例。