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
11. Стихийные явления, чрезвычайные ситуации и катастрофы
И.С. Белюченко
Экология Краснодарского края (Региональная экология)
Учебное пособие. – Краснодар: КубГАУ, 2010. — 356 с.
11. Стихийные явления, чрезвычайные ситуации и катастрофы
11.4. Прогнозирование стихийных природных явлений
Стихийные бедствия — это опасные природные явления геофизического, геологического и атмосферного (или биосферного) происхождения, которые характеризуются внезапным нарушением жизнедеятельности населения, разрушениями, уничтожением материальных ценностей, травмами и жертвами среди людей. Такие явления могут служить причиной многочисленных чрезвычайных ситуаций, аварий и катастроф, появления вторичных поражающих факторов. Огромное разнообразие стихийных природных явлений на территории края и региональная специфика их территориальных сочетаний могут быть отражены с достаточной полнотой в виде специализированного районирования. Разработка подобного районирования представляет весьма актуальную и самостоятельную задачу. Необходимо составить карту, отображающую наиболее существенные региональные различия в характере деструктивных природных процессов.
Прогнозирование возможной обстановки, которая может возникнуть в крае в результате стихийных бедствий, проводится с учетом географических климатических условий региона, длительного наблюдения его природных явлений. Для предупреждения ЧС природного характера в крае созданы и функционируют 2 сейсмологические станции, 7 постов сейсмического наблюдения Федеральной сети, 35 метеостанций, 6 метеопостов, 59 гидрологических постов. По результатам их работы проведен анализ и определены основные виды возникновения источников чрезвычайных ситуаций и зонирование территории края с учетом их возникновения (Доклад…, 2002):
Оползни, обвалы, сели — от Новороссийска до Большого Сочи, Гуамское ущелье, Апшеронский район — средняя многолетняя повторяемость: раз в 5-10 лет (Джанджагава, 1986; Селеопасные районы …, 1996).
Сильный и ураганный ветер: стихийное явление (СЯ) — 15-29 м/с, стихийный ветер — 30 м/с и более, на участке Анапа-Туапсе: 35 м/с и более. Ураганные ветры имеют преимущественно восточное и западное направления. Наиболее продолжительные восточные ветры — 2-3 дня, иногда — 6-7 дней. Районы наибольшего повторения: Азовское побережье (города Ейск, Приморско-Ахтарск, Темрюк) с повторяемостью стихийно-гидрологических явлений по многолетним данным — 1 раз в 5-8 лет; Черноморское побережье (Анапа-Туапсе) — 1 раз в 3-5 лет, в отдельные годы в районе Новороссийска — 3-5 раз в год; степные районы края — 1 раз в 7-10 лет. Шквалы отмечаются в основном в теплое время года (май-сентябрь) в районе Новороссийска — до 2-3 раз в году.
Смерчи на участке Черноморского побережья от Анапы до Большого Сочи (включительно) — в среднем до 2-4 раз в году.
Сильные дожди: количество выпавших осадков достигает 50 мм и более — за 12 ч и менее, 30 мм и более — за 1 ч и менее. Сильный снег: количество выпавших осадков достигает 20 мм и более — за 12 ч и менее. Сильные осадки распределяются по территории Краснодарского края очень неравномерно. Наибольшая их повторяемость наблюдается на Черноморском побережье Краснодарского края (на участке Туапсе-Сочи) до 1-2 раз в год. Сильный снег на этом участке наблюдается несколько реже — 1 раз в 2-3 года. Большая повторяемость сильных дождей в предгорных районах края (Горячий Ключ, Апшеронск, Хадыженск, Белореченск) и в Республике Адыгея: 1-2 раза в год. В станице Кущевской, городах Славянск-на-Кубани, Армавир, Краснодар сильные дожди наблюдаются 1 раз в год, сильный снег — 1 раз в 2-3 года. В городах Лабинск, Усть-Лабинск, в Мостовском районе дожди — 2 раза в год, снег — 1 раз в 3-5 лет. Данные о повторяемости сильных осадков определены за десятилетний период с 1986 по 1996 гг.
Опасные гидрологические явления — высокий уровень воды в реках за многолетний период: Средняя Кубань (г.Армавир, ст.Ладожская) — 1 раз в 3 года; Нижняя Кубань (г.Темрюк, г.Славянск-на-Кубани, ст.Гривенская ) — 1 раз в 20 лет; юго-восточная половина края (реки Уруп, Белая, Чамлык, Курджипс) -1 раз в 2 года; юго-западная территория края (реки Псекупс, Афипс, Убинка, Пшиш, Пшеха, Шебш, Адегой, Абин) — ежегодно; Черноморское побережье (реки Вулан, Мзымта, Сочи) — ежегодно.
К сейсмоопасным и оползневым зонам отнесены: города Новороссийск, Туапсе, поселки Бетта, Мамедова Щель, Шахе, Кепша, Бурный, Перевалка, район поселков Псебай, Шедок, Колосова Поляна, Каменномостский, участок туристического маршрута поселок Гузерипль — перевал Белореченский – поселок Бабук-Аул — санаторий «Россия» в бассейне реки Псоу; участки дорог: поселки Солох-Аул — Бабук-Аул, город Адлер — поселок городского типа Красная Поляна, станица Черниговская — поселок Шпалорез — истоки реки Пшехасу, города Горячий Ключ — Туапсе — Адлер, поселки Головинка — Солох-Аул, Шедок-Псебай-кордон Черноречье; асфальтовый завод в долине реки Белой (в 6 км ниже села Хамышки), участки Черноморского побережья от города Анапы до поселков Мысхако, Пшада — Архипо-Осиповка, городов Туапсе-Адлер, Гуамское ущелье (левый берег реки Курджипс, при входе в ущелье), Грушевая балка, отдельные участки Туапсе-Адлер.
Зоны повышенной лавинной опасности: поселок городского типа Красная Поляна, район спортивного лагеря; склон горы Аибга, район лыжной трассы сборной России на Лагонаки, район лыжных трасс в районе Псебая; участки дорог: поселки Солох-Аул — Бабук-Аул, город Адлер – поселок городского типа Красная Поляна-кордон «Псеух», станица Даховская- туристическая база «Лагонаки», станица Черниговская Шпалорез — истоки реки Пшехасу, города Горячий Ключ — Туапсе, район станицы Тоннельная, район лыжных трасс на склоне горы Хацовитая, район горы Западный склон хребта Маркопидж (30 км южнее поселка Псебай, правый берег реки Малая Лаба).
Источник