五 级联灾害的特征

上述四个案例表明，多种致灾因子之间通过相互叠加与灾前存在的社会脆弱性相互耦合，可能产生严重的复合性影响。社会脆弱性的累积主要体现在以下三个方面：第一，在城市化的推动下，越来越多的人口在自然风险高发的地理位置聚集；第二，由信息化社会的技术推力而产生的高度相互联系和相互依赖的系统正变得更加不稳定^[83]；第三，除了体现在关键基础设施的风险累积上外，还体现在相关政策、规章、制度等方面的缺陷上。灾害升级往往是级联灾害发展演化成事故性灾难的关键所在。级联灾害的升级点是由社会长期积累的脆弱性和致灾因子的耦合所导致，致灾因子只不过是触发因素^[84]。综上所述，理解社会脆弱性是理解级联灾害本质的前提，也是理解级联灾害根源的基础。所有稍微复杂一点的灾难很可能或多或少都具有“级联效应”，但不是所有具有级联效应的灾难都叫级联灾害。通过所选四个案例的深入分析，总结出级联灾害的四个基本特征：连锁性、联动性、放大性、意外性。

（一）连锁性

连锁性是指一个突发事件的发生导致或触发了另一个或多个其他突发事件的发生，后发的一系列偶发事件都与初始事件有直接或间接的关系。例如，世界上大多数国家的关键基础设施都形成了一个复杂网络，如果某一环节出现问题，就容易发生连锁故障^[85]。连锁故障主要体现为串发式灾害链与并发式灾害链，许多学者将它们类比为多米诺骨牌效应。例如，东日本大地震就表现为一个典型的并发灾害链，形成了两条主要的灾害链：地震引发海啸，核电站受海啸影响发生爆炸；地震引发海啸，进而导致生命线系统损毁。而在2008年中国南方雪灾中，则形成了以“低温-雨雪-冰冻”为主的串发式灾害链^[86]。虽然从表面上看中国南方雪灾是由极端气候引发的自然灾害，但却由自然灾害转变为一场事故性灾难，影响范围涉及电力、公共交通、通信等多个领域，形成一系列连锁反应，给社会造成了严重危害。此外，2012年飓风“桑迪”袭击美国纽约市，引发海水倒灌导致城市内大量电力设备被淹，以致纽约发生严重的断电事故。供电危机引发了通信危机、交通危机、汽油危机等一系列连锁危机。

（二）联动性

联动性是指在级联灾害发生的过程中，灾害系统中各要素之间相互关联、相互增强，往往牵一发而动全身。吉安卢卡·佩斯卡洛里和戴维·亚历山大认为，级联效应是灾害中出现的各种因素高度关联的动态现象。梅兰妮·S.卡佩斯指出，自然灾害作为一个复杂系统，致灾因子之间不是相互独立的线性因果关系，而是相互联系的^[87]。在级联灾害中，一个灾害事件的发生会影响到由它触发的另一灾害的发生过程。联动性产生的主要原因在于系统内不同要素之间存在着相互联系和相互依赖的路径，致灾因子沿着这些路径传播，使灾害影响互相增强。例如飓风桑迪引发的海水倒灌导致纽约内涝，造成地铁系统积水严重，公共交通瘫痪。城市内涝造成大量电力设备被淹，导致供电中断，城市中的抽水设备无法使用，电力短缺也加剧公共交通的瘫痪程度与汽油能源供需矛盾。在这个案例中，洪水导致停电，停电又使洪水的影响更加严重，两者相互增强。目前，关键问题不在于理解和处理单个供应系统中的级联效应，而在于一个供应系统的故障对另一个供应系统故障的相互增强作用。了解不同系统之间的故障传播路径对于控制级联失效带来的危害具有重要意义。

（三）放大性

放大性是指由于连锁反应和联动反应的灾害动力机制，在致灾因子和社会脆弱性不断耦合的灾害进程中，二级事件可能会造成比一级事件更加严重的影响^[88]。根据吉安卢卡·佩斯卡洛里和戴维·亚历山大的研究，级联灾害与非级联灾害可以通过二级突发事件的非连续升级来区分。级联灾害中灾害事件不仅存在单向的因果关系，在相互联动的过程中也会相互强化。灾害过程中不同致灾因子像“滚雪球”一样加剧了单个灾害的严重程度，形成了彼此之间的增强回路，引发巨大的破坏力。由此可见，放大性是级联灾害区别于其他灾害类型的最显著特征。放大性具体表现在以下三方面。时间的持续、空间的扩大与影响的恶化。吉安卢卡·佩斯卡洛里和戴维·亚历山大指出，级联效应会随着时间的推移而增加，二级事件对级联灾害影响的整个持续时长做出了重要贡献^[89]。例如，福岛核电站的爆炸使东日本大地震的灾害影响被显著延长了，有核污染的区域灾后恢复速度远远低于没有核污染的区域。灾害波及空间的放大是指灾害由局部性和区域性的影响演变成跨区域甚至国际性的影响。例如2010年冰岛艾雅法拉火山的爆发，影响范围从冰岛一国扩展到整个欧洲大陆，最终导致欧洲出现史无前例的火山灰危机。灾害影响的恶化主要表现为因灾造成的人员伤亡和财产损失在升级点之后显著增加。例如，东日本大地震中海啸造成的死亡人数远远多于初始灾害，飓风“桑迪”造成的主要损失也是由电力危机导致而并非初始灾害本身。

（四）意外性

意外性是指级联灾害发生的不可预测性，其发生具有突发性、隐蔽性以及潜伏性等特点。在级联灾害中，初始事件引发的次级灾害往往是隐性的，容易被忽略，同时更容易造成严重损失。以台风为例，借助一系列现代工具，目前已经可以较为准确地预测台风登陆的时间与路径，但台风可能造成的次级事件仍然难以精确预测。在复杂系统中，没有引起关注的小事件可能会产生深远的影响。同样地，我们也无法确定即将到来的灾害的影响规模^[90]。意外性的根源在于系统的复杂性和人类认知的有限性。复杂性主要是指系统各个部分之间相互影响，这些影响具有陌生性、非预期性、不可见性等特征。理解复杂性的关键在于理解级联灾害中的非线性关系——人类系统脆弱性的不断累积，脆弱节点增多，级联灾害可能发生在系统中任何一个环节。有时候，“问题可能只是设计师从未想到的事情”^[91]。例如在福岛核电站选址之初，人们普遍认为福岛不会发生海啸，最终却没能幸免于难。更重要的是，因为非线性关系的存在，级联灾害中的灾害节点经常会发生“主导地位转化”，未预料到的后发灾害可以通过物质结构的物理功能失效以及对社会系统中关键节点的作用而增强其破坏力。例如2008年在中国南方雪灾的演变过程中，由开始的冰雪天气演化为冰冻灾害，扩散到社会多个领域，由初期的局部风险发展为大面积长时间的灾害。此外，人们无法对所有灾害的发生过程和交互作用进行详细建模进而实现预测，历史记录可能并不包含所有的答案。在复杂系统中，量化一个初始事件如何增加或减少后续事件的风险，并在时间和空间维度上预测是十分困难的。例如，一个堤坝的垮塌可能由多种原因造成，包括极端天气、设计不佳和维护不力等。尽管存在有限理性，识别级联灾害事件和量化其风险以至于事先确定可能应对的预案，对于灾害风险管理还是十分必要。同时，级联灾害的发生也警示人类对潜在问题和风险情景预估的重要性，以及灾害发生前系统弹性能力的构建。