56.Глобальные и региональные прогнозы состояния природной среды. Прогноз загрязнения атмосферы.
По масштабу исследования все прогнозы можно подразделить на:
- глобальные, охватывающие всю географическую оболочку или крупнейшие ее части, например Северное или Южное полушарие;
- региональные — многочисленная группа прогнозов для отд. стран — чаще всего это анализ вероятностных последствий воздействия промышленного или иного объекта на ОС.
При прогнозировании экологических последствий антропогенного загрязнения природной среды модели удобно подразделять на:
- модели переноса и превращения ЗВ в ОС (географические модели);
- модели изм-я сост-я экосистемы под влиянием загр-я (экол. модели).
Глобальные и региональные модели загрязнения природных сред позволяют прогнозировать изменение состояния природных геофизических сред с учетом процессов переноса, перехода ЗВ из одной среды в другую, их накопления, а также физ, хим и биологич трансформации и деструкции.
Прогнозирование сдерживается целым рядом обстоятельств. Прежде всего нужно учитывать, что в любых реальных природных процессах присутствуют три составляющие:
- детерминированная, которая поддается точному расчету на период, достаточный для целей прогнозирования;
- вероятностная, которая выявляется в процессе изучения прогнозируемого объекта или явления, причем точность предсказания во многом зависит от успешного выявления закономерностей развития процесса;
- случайная, которая при современном уровне развития науки практически не поддается предсказанию.
Специфика прогнозирования состояния ОС заключается в том, что в подавляющем большинстве случаев приходится сталкиваться с вероятностными и случайными составляющими процесса развития, что приближает качество прогнозов к уровню гипотез (в наибольшей степени это относится к глобальным прогнозам). Кроме того, при составлении прогнозов приходится сталкиваться как с естественными, так и с социально-экономическими процессами. Их точный совместный учет, а тем более прогнозир-е представляют чрезв. сложн. методологическую задачу.
Из сказанного следует, что необходимо совершенствовать существующие методы прогнозирования, усложнять модели, а также уточнять прогнозы.
Помимо метеопараметров на распространение примесей в атмосфере оказывают влияние характеристики источников выбросов, в частности их высота, а также температура отходящих газов. Обычно выделяют три типа источников выбросов загрязняющих веществ: высокие с горячими (теплыми) выбросами, высокие с холодными выбросами и низкие.
Также при прогнозировании загр-я воздуха в городах необходимо учитывать наличие и плотность застройки. При переносе примесей в р-ны плотной застройки или в усл-ях сложного рельефа их конц-ции м. повышаться в несколько раз.
Для характеристики загрязнения атмосферного воздуха по городу в целом в качестве обобщенного показателя используют параметр Р: Р= М/ N‘,
где N — количество наблюдений примеси в городе в течение одного дня на всех стационарных постах; М — количество наблюдений в течение того же дня с повышенной концентрацией примеси, превышающей среднее сезонное значение более чем в 1,5 раза.
Параметр Р рассчитывают для каждого дня как по отдельным примесям, так и по всем загрязнителям вместе. Этот параметр явл-ся относ. характ-кой, и его значение опред-ется гл. образом метеорологическими факторами, оказ-ющими влияние на состояние АВ на всей тер-рии города.
Методика предсказания вероятного роста конц-ций вр. в-в в воздухе города предусматривает исп-е прогностической схемы загр-я, кот разраб-ют для каждого города на основании опыта многолетних набл-й за состоянием атмосферы. Общие принципы построения прогностических схем следует рассм-ть несколько подробнее.
Оперативное прогнозирование загр-я АВ неблагопр. метеоусл-й. Обычно составляют 2 вида прогноза загр-я АВ по городу: предварит. (на сутки вперед) и уточненный (на 6—8 ч вперед, в том числе на текущий день, днем — на вечер и ночь). О возм. формировании выс. уровня загр-я атмосферы от одиночных (групповых) ист-ков и по городу в целом составляют 2 вида предупреждений, которые передаются местн. органами Росгидромета контролирующим органам и орг-циям, предприятиям, оказ влияние на формирование загрз-я. Предупреждения составляют не ранее чем за 24 ч до ожидаемого роста конц-ций ЗВ с учетом возм. наступления неблагопр. метеоусл-й. В тексте передаваемого потребителям предупрежд-я о загр-и необх указывать названия объектов, кот дается предупрежд-е, и период времени, когда ожидается возрастание уровня загр-я.
Источник
Основные методы прогнозирования состояния природной среды
Прогнозы состояния окружающей среды подразделяются на долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные. Отличительной чертой прогнозирования состояния окружающей среды являются прогнозы, сделанные не на конкретный промежуток времени, а на конкретную ситуацию, которая может возникнуть в будущем.
По масштабу исследования все прогнозы можно подразделить на глобальные, охватывающие всю географическую оболочку или крупнейшие ее части (например, северное и южное полушарие), и региональные, включающие в себя многочисленные прогнозы для отдельных стран, которые чаще всего представляют собой анализ вероятностных последствий влияния деятельности того или иного промышленного или гражданского объекта на окружающую среду. Прогнозы состояния окружающей среды, как правило, охватывают множество объектов, и лишь в некоторых случаях могут относиться к одному или двум объектам соизмеримых масштабов.
Существует три метода прогнозирования: экспертная оценка, экстраполяция и моделирование. От правильного выбора метода прогнозирования зависит достоверность прогноза.
Метод прогнозирования по специализированным экспертным оценкам и специализированной обработке анкет является наиболее разработанным. В основе метода лежит система получения и специализированной обработки прогностических оценок объекта путем целенаправленного опроса высококвалифицированных специалистов (экспертов) в узкой области науки, техники и производства. С помощью метода экспертной оценки можно существенно повысить надежность прогнозов, полученных с помощью других методов прогнозирования.
Методы экстраполяции применяются выборочно для краткосрочных прогнозов. Они основаны на изучении количественных и качественных показателей исследуемой проблемы за ряд предшествующих лет с последующим логическим продолжением тенденции их развития на прогнозируемый период. Эти методы применяются в том случае, если развитие за значительный период времени идет равномерно без значительных скачков.
Методы моделирования в настоящее время имеют наибольшую популярность, так как они применяются для составления самых разнообразных прогнозов — от глобальных до локальных. При создании прогностической модели должны выполняться три основных условия:
· выявление факторов, имеющих существенное значение для предсказания;
· определение действительного отношения факторов к предсказуемому явлению;
· разработка алгоритма и программы.
Практически все глобальные прогнозы загрязнения воды и воздуха построены с помощью методов моделирования. Причем в настоящее время модели все больше усложняются, а при увеличении объема информации все шире применяются компьютеры. Однако какой бы сложной ни была модель, она всегда проще объекта. Особенно успешно методы математического моделирования используются при прогнозировании состояния отдельных компонентов природной среды.
При прогнозировании экологических последствий антропогенного загрязнения природной среды модели целесообразно подразделять на модели переноса и превращения загрязняющих веществ в окружающей среде (географические модели) и модели изменения состояния экосистемы под влиянием загрязнения (экологические модели).
Глобальные и региональные модели загрязнения природных сред позволяют прогнозировать изменение состояния природных геофизических сред с учетом процессов переноса, перехода загрязняющих веществ из одной среды в другую, их накопления, а также физической, химической и биологической трансформации и деструкции. В качестве примера модели такого рода рассмотрим модель глобальной циркуляции ртути.
При построении модели были учтены два источника поступления ртути в окружающую среду: естественный (выветривание горных пород и почв) и антропогенный выброс в атмосферу. Ртуть циркулирует между атмосферой и почвой и выводится из круговорота только в результате перехода в гидросферу. Решение составленной системы уравнений позволило сделать ряд существенных выводов. Так, вследствие превращения ртути и ее соединений в более токсичную форму уже сейчас требуется ограничение выбросов ртути в глобальном масштабе. Близкие по характеру выводы были получены и для других тяжелых металлов.
Прогресс в прогнозировании состояния окружающей среды сдерживается целым рядом обстоятельств. Прежде всего, нужно учитывать, что в любых реальных процессах присутствуют три составляющие:
· детерминированная (определенная), которая поддается точному расчету на период, достаточный для целей прогнозирования;
· вероятностная, которая выявляется в процессе изучения прогнозируемого объекта или явления, а точность предсказания во многом зависит от успешного выявления закономерностей развития процесса;
· случайная, которая на современном уровне знаний практически не поддается предсказанию.
Специфика прогнозирования состояния окружающей среды заключается в том, что в подавляющем большинстве случаев приходится сталкиваться с вероятностными и случайными составляющими процессов развития, что приближает подобные прогнозы к гипотезам. В наибольшей степени это относится к глобальным прогнозам. Кроме того, при составлении прогнозов приходится сталкиваться как с естественными, так и с социально-экономическими процессами. Их точный совместный учет, а тем более прогнозирование представляют чрезвычайно сложную методологическую задачу.
Таким образом, при прогнозировании состояния окружающей среды необходимо совершенствовать методы прогнозирования, усложнять модели, а также уточнять информационную систему.
Источник
Таяние ледников создаст новые экосистемы
Повышение глобальной температуры может уже в этом столетии более чем на одну пятую сократить площадь Земли, покрытую горными ледниками. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что впервые за тысячи лет могут обнажиться огромные пространства, экосистемы которых необходимо изучать и защищать.
Горные ледники за пределами Антарктиды и Гренландии в настоящее время покрывают около 650 000 кв. км. Ученые смоделировали будущее этих ледников. Они описали ландшафт, который ледники оставят после себя при сценариях с низким и с высоким уровнем выбросов парниковых газов. Результаты исследования предполагают, что даже при самом оптимистичном развитии событий к концу века может быть подвержена воздействию территория, вдвое превышающая площадь Ирландии. При пессимистичном сценарии площадь территории удваивается. Сильнее всего могут пострадать Аляска и высокие горы Азии.
«Это может быть одним из крупнейших изменений экосистемы на нашей планете», – считает ведущий автор исследования, гляциолог из Консерватории природных территорий Верхней Савойи (ASTERS, Франция) Жан-Батист Боссон.
Боссон и его коллеги прогнозируют, что около 78% новых открытых участков земли будут находиться на суше, тогда как 14% и 8% процентов свободных ото льда территорий появятся в морских и пресноводных регионах соответственно. Многие из этих районов могут стать важной новой средой обитания живых организмов, которую необходимо защищать: колонизация растениями может привести к увеличению запасов углерода в то время, когда леса в других местах уничтожаются, а также обеспечить новые места обитания для животных, которым угрожает опасность.
Исследование дает рекомендации для ученых, которые работают над тем, чтобы понять, как микроорганизмы, растения и животные перемещаются в нетронутые пространства, рассказал журналу Nature зоолог из Миланского университета (Италия) Франческо Фичетола, изучающий ледниковые экосистемы. По мнению ученого, в будущем необходимо объединить их анализ с подробными экологическими исследованиями – это создаст основу для отслеживания эволюции новых мест обитания.
Выводы ученых являются еще одним напоминанием о том, что поставлено на карту, поскольку мир работает над сокращением выбросов парниковых газов. «Мы можем сохранить около 75% нынешнего льда до конца этого века, но мы должны действовать», – отмечает Боссон.
Источник