3Потерь 214 тепловых 388 стоимостных 391 расходов 213 Функция риска 236 целевая 236

Экономическая информация 203, 334 эффективность 345, 346 полезность 13, 289, 339, 346 Экономический эффект 343, 344, 348, 412, 421, 424

Экономико-метеорологическая система погода—прогноз—потребитель 203 Экономическая модель информационной деятельности Гидрометслужбы 47 Экономические последствия опасных явлений погоды 111 Экономия материальных средств 344 Энтропия 147

безусловная(природная)147 условная 148 Эффективность информационная 322ОГЛАВЛЕНИЕ

Л. А. Хандожко 1

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ 1

Раздел I 18

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ 18

3.2. Метеорологическое обеспечение сельского хозяйства 78

3.3. Метеорологическое обеспечение транспорта 86

3.4. Метеорологическое обеспечение строительства 115

3.5. Метеорологическое обеспечение других отраслей 117

экономики 117

Раздел II 121

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОГНОЗЫ 121

Глава 4 121

СОВРЕМЕННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ 121

4.1. Основные классы и виды метеорологических прогнозов 121

4.2. Теоретические основы разделения прогнозов по времени действия 127

4.3. Показатели распространения и последствий опасных гидрометеорологических явлений 135

Глава 5 138

СТЕПЕНЬ ОБОСНОВАНИЯ И ДОСТОВЕРНОСТИ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ 138

5.1. Методические прогнозы 138

5.2. Стандартные (тривиальные) прогнозы 144

Пц и га". 168

^П, 172

(^т ) It ) 199

1 = 0,828. 247

Яц = , _L , • (8.26) 258

Величина q'_n является мерой предупрежденности явления Ф. В синоптической практике оценке предупрежденности опасного явления придается особое значение, что непосредственно связано с убытками, которые несет потребитель.Глава 9 258

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ИГР 258

9.1. Выбор оптимальных решений в условиях полной информационной неопределенности 258

XPi^ai(^ds) = ⁴>¹⁶- 269

(Щ 276

10.2. Матричная форма обобщения и анализа прогностической информации 281

10.4. Функция полезности и формы ее представления 285

WW 287

(10.12) 296

11.2. Погодо-хозяйственные решения и стратегии 320

11.3. Критерии оптимальности. Целевая функция 325

с = 1Е^(ф,^.)р(Ф₁.,я_>). (и.6) 326

7 = p(s>s_M0KC) 328

(11.11) 329

11.4. Байесовская оценка средних потерь 331

(11.20) 337

11.5. Учет некардинальности мер защиты 340

га„ - га, 352

(С) 420

при р,_п > 426

К Ш~е) 450

Ц 1-е) 462

Q„ 572

Р = пЬ_в(Ъ_а + d)yl, (18.8) 600

¹ - Р,- 669

Л. А. Хандожко 1

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ 1

Раздел I 18

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ 18

3.2. Метеорологическое обеспечение сельского хозяйства 78

3.3. Метеорологическое обеспечение транспорта 86

3.4. Метеорологическое обеспечение строительства 115

3.5. Метеорологическое обеспечение других отраслей 117

экономики 117

Раздел II 121

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОГНОЗЫ 121

Глава 4 121

СОВРЕМЕННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ 121

4.1. Основные классы и виды метеорологических прогнозов 121

4.2. Теоретические основы разделения прогнозов по времени действия 127

4.3. Показатели распространения и последствий опасных гидрометеорологических явлений 135

Глава 5 138

СТЕПЕНЬ ОБОСНОВАНИЯ И ДОСТОВЕРНОСТИ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ 138

5.1. Методические прогнозы 138

5.2. Стандартные (тривиальные) прогнозы 144

Пц и га". 168

^П, 172

(^т ) It ) 199

1 = 0,828. 247

Яц = , _L , • (8.26) 258

Величина q'_n является мерой предупрежденности явления Ф. В синоптической практике оценке предупрежденности опасного явления придается особое значение, что непосредственно связано с убытками, которые несет потребитель.Глава 9 258

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ИГР 258

9.1. Выбор оптимальных решений в условиях полной информационной неопределенности 258

XPi^ai(^ds) = ⁴>¹⁶- 269

(Щ 276

10.2. Матричная форма обобщения и анализа прогностической информации 281

10.4. Функция полезности и формы ее представления 285

WW 287

(10.12) 296

11.2. Погодо-хозяйственные решения и стратегии 320

11.3. Критерии оптимальности. Целевая функция 325

с = 1Е^(ф,^.)р(Ф₁.,я_>). (и.6) 326

7 = p(s>s_M0KC) 328

(11.11) 329

11.4. Байесовская оценка средних потерь 331

(11.20) 337

11.5. Учет некардинальности мер защиты 340

га„ - га, 352

(С) 420

при р,_п > 426

К Ш~е) 450

Ц 1-е) 462

Q„ 572

Р = пЬ_в(Ъ_а + d)yl, (18.8) 600

¹ - Р,- 669

Леонид Андреевич Хандожко ЭКОНОМИЧЕСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ

Редактор О. Д. Рейнгеверц. Художник JI. А. Унрод. Технический редактор Н. Ф. Грачева. Корректор Г. Н. Римант.

ЛР № 020228 от 10.11.96 г.

Подписано в печать 29.06.05. Формат 60 х 90 Vie- Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 30,75. Уч.-изд. л. 31,28. Тираж 1500 экз. Индекс 318/04.

Гидрометеоиздат. 199397, Санкт-Петербург, ул. Беринга, д. 38. Официальный научно-информационный портал GIMIZ.RU

Отпечатан» к типографии «СЛВОЖ*. Заказ .V238¹ Аналогичный опыт имеется в странах СНГ. Так, Управление метеообеспечения авиации Казгидромета имеет договорные условия с авиапредприятиями относитель­но прерванных рейсов и штрафных санкций. В Договоре этот пункт записан сле­дующим образом: „В силу специфичности метеорологической информации Исполни­тель (Поставщик) не несет материальную ответственность за ущерб от прерванных рейсов, связанных с неоправдавшимся прогнозом погоды. В этом случае Исполни­тель выплачивает штраф в размере не более трехкратной договорной цены прогноза погоды с учетом НДС и других накладных расходов".

Е. Е. Федоровым, Л. А. Чубуковым и др. в рамках комплексной и динамической

климатологии.

¹ Содержание приведенных терминов изучается в дисциплине математическая статистика, поэтому здесь к дополнительным пояснениям мы не обращаемся.

зов даются в сокращенной форме. Обозначения при этом сохраняются прежние.

Генеральная мера х равна относительному уменьшению веро­ятности неправильного предсказания одной переменной при из­вестной другой. Она называется еще симметризованным коэффи­циентом, отражающим предсказуемость в обе стороны: зависи­мость Ф_; от Я, и Я, от Ф_г.

2. В ситуации П -Ф, т. е. в случае ошибок-пропусков явления (ге₁₂), потребитель прибегает к „технологии экстренного реагирова­ния" — вводится свод действий в экстремальных ситуациях. С по­мощью мер защиты стоимостью С* удается частично уменьшить по­тери от L до L*. Предотвращенная доля потерь составит

¹ На Украине в 2002—2003 гг. из-за продолжительных морозов, последующей засухи и массового нападения саранчи погибло около 50 % урожая зерновых.

7000 ккал/кг (или 7 • 10° ■ 4,1868 Дж/кг = 2,9308 • 10⁷ Дж/кг = 29,3 МДж/кг).

Энтальпия определяется по известной формуле

Э = С_рТ = с₀Т + ВТ.

1 Согласно „Руководящему документу" РД 52.04.563 — 2002. Инструкция. Кри­терии опасных гидрометеорологических явлений и порядок подачи штормового со­общения. — СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. — 27 с.

2 В 1930-е "оды возникло ретроспективное представление о „малости" роли про­гнозов в производстве, в частности применительно к авиации. Практика метеороло­гического обеспечения показала несостоятельность такого рода утверждения. „Все- погодность" некоторых видов транспорта была и остается недооценкой роли метео­рологического фактора, его места в технической революции.

3 В 2004 г. в России насчитывалось 3497 метеорологических станций и постов и 140 аэрологических станций, выполняющих программные наблюдения.

4 Наиболее полное пояснение методологических основ прогностики как науки о закономерностях разработки прогнозов дано в учебнике профессора В. И. Воробьева „Синоптическая метеорология" (Л., 1991) и в монографии авторского коллектива „Рабочая книга по прогнозированию" (М., 1982).

5 Уже в 1980-е годы в системе Госкомгидромета вводились элементы платного гидрометобеспечения (отдельные виды информации, справок и расчетов).

6 Такого рода подготовка в области экономической метеорологии осуществляет­ся в Российском государственном гидрометеорологическом университете, являю­щемся к тому же Региональным учебным центром ВМО. Соответствующие учебные планы и программы дисциплины позволяют готовить специалистов в области ме­неджмента и природопользования в интересах системы Росгидромета, а также раз­личных отраслей экономики. Особое внимание в последние годы обращается на эко­номическую метеорологию полярных районов.

7 За условное топливо принимается топливо с теплотворной способностью, рав­ной 2,9308 • 10' Дж/кг (или 1 кг топлива выделяет 2,9308 Ю⁴ Дж).

8 В данном случае могут быть использованы типы погоды, разработанные

9 Известно, что Голландия со своими относительно небольшими сельскохозяйст­венными угодьями способна накормить картофелем и овощами всю Европу, а Да­ния — обеспечить всех желающих свининой. В сельском хозяйстве этих стран заня­то лишь несколько процентов населения. Это характерно и для климатически обес­печенных зон США, Канады, Франции, Австралии и других стран.

10 Установлены классификации растений по различным природным признакам и численным показателям, что необходимо для оценки климатических условий среды обитания. Среди них и такой показатель, как биологический нуль — нижний предел температуры активной вегетации.

11 В Вологодской области по маршруту Москва — Вологда 8 января 2002 г. при температуре воздуха -35 °С произошло крушение грузового поезда по причине раз­рыва рельсов. Некоторые вагоны с бензином и нефтью загорелись. Убыток составил 100 тыс. рублей.

12 Организация и производство наблюдений за температурой рельсов, обработка полученных данных приведены в Методических указаниях Главного управления пути МПС.

13 Использование климатической информации в работе железнодорожного транспорта обстоятельно рассмотрено в книге Н. В. Кобышевой и ее коллег „Климат и железнодорожный транспорт". М.: Изд. ВНИИГМИ—МЦД, 2000. — 187 с.

14 В Наставлении по метеорологическому обеспечению гражданской авиации приводятся все необходимые метеорологические величины и явления погоды, кото­рые используются диспетчерской службой в режиме непрерывного слежения за по­летами самолетов.

15 В 90-е годы XX в. метеорологическое обеспечение гражданской авиации осу­ществлялось в обстановке нарастающей сложности ее организационной структуры. На базе бывшего Аэрофлота было создано около 500 всевозможных авиакомпаний. Однако около 85 % всех перевозок выполняют 10—12 авиафирм. Такого рода „дроб­ление" гражданской авиации в столь короткий период существенно осложнило спе­циализированное метеорологическое обеспечение вследствие роста объема прогно­стической информации, новых требований и адаптации к новой экономической спе­цифике.

16 Первый в мире сверхзвуковой самолет ТУ-144 был построен в СССР в 1968 г. В тот период уже были разработаны основные принципы метеорологического обеспе­чения сверхзвуковых самолетов гражданской авиации.

17 УРСА — Управление работ федерального назначения в области гидрометеоро­логии, государственной наблюдательной сети, Арктики и Антарктики Росгидромета.

18 В ночь на 6 августа 2001 г. во Владивостоке наблюдался сильный продолжи­тельный ливень, вызванный выходом южного циклона. Выпало катастрофически большое количество осадков. За три дня до начала этого стихийного явления гидро­метцентр Владивостока дал предупреждение о его возникновении. Все потребители в городе были заблаговременно предупреждены. Однако в период ливневых дождей был осуществлен аварийный сброс воды с Седанкского водохранилища. Город ока­зался затопленным. Как видим, предупреждение о надвигающейся угрозе некоторые организации игнорировали. Городу был причинен значительный ущерб.

19 Значение Xo.v можно найти по соответствующим таблицам в учебниках по ма­тематической статистике.

20 Приводимые в дальнейшем таблицы сопряженности альтернативных прогно­

21 В зарубежной практике этот критерий предлагалось использовать для оценки квалификации прогнозиста.

22 Достаточно обстоятельное изложение свойств энтропии дается в монографии А. М. Яглома и И. М. Яглома „Вероятность и информация" (М.: Наука, 1973).

232N³ - JV(£ nf₀ + Z «о/)

Мера т характеризует успешность прогнозирования различных категорий Я, выраженную пропорционально частоте фактически наблюдавшихся фаз явления Ф. Как частные, так и общий пара­метр х имеют определенное сходство с критерием

24 Полный алгоритм расчета р_т и р„„ с примерами приведен в „Практикуме по экономике гидрометеорологического обеспечения народного хозяйства" JI. А. Хан- дожко (1993 г.).

25 Полная характеристика распределения успешности прогнозов на ЕТР дана в работе JI. А. Хандожко „Региональная оценка успешности и экономической полез­ности метеорологических прогнозов" (СПб., 1994).

26 Основные положения теории изложены в книге Сэвиджа „Основы статистики" (Нью-Йорк, 1954).

27 Например, катастрофические паводковые (весенние) наводнения в Ленске (Якутия) и дождевые в Приморье (Хабаровск, Владивосток и другие города края) в период выхода субтропического циклона со стороны Японии.

28 Проблема оценки коэффициента непредотвращенных потерь е обсуждалась в статье JI. А. Хандожко, А. А. Коршунова „Показатели влияния погодных условий на экономику: оценка коэффициента непредотвращенных потерь" (Метеорология и гидрология, 2000, № 12).

29 Знак =>в (11.74) означает „вытекает из операций...", „устанавливается на ос­новании...".

30 Примером может служить разработка „Строительной климатологии для пунк­тов Нижегородской области — TCH-31-301-96 HH".

31 Приказ № 3, май 1965, ГУГМС, Черкгвский С. К. „Изучение экономической эффективности использования гидрометеорологических материалов в народном хо­зяйстве".

32 В работе А. И. Бедрицкого и Л. А. Хандожко (Бюллетень ВМО, т. 50, № 3, июль 2001) отмечается, что „коммерциализация должна следовать за наукой, ис­пользовать ее достижения в целях более эффективного специализированного обеспе­чения экономики".

33 Термину „эффект" придается различное содержание: 1) следствие действий в природе каких-либо причин — „эффект парниковый", „эффект Форбса", „эффект Бержерона" и др. — с названием по существу природы явления или по имени перво­открывателя; 2) эффект, как результат решений и действий в процессе производства, реализации труда, хозяйственной практики. Термин „эффективность" — производ­ное от термина „эффект".

34 В ситуации П - Ф потребитель несет издержки за счет мер защиты стоимостью С и той части потерь, которую не удается пре­дотвратить L_H = е7. С учетом предотвращенной части потерь L( 1 - е) найдем выгоду реализации прогнозов в осуществившихся ситуаци­ях (27 - Ф)

W_n = n_n[L(l-2e)-C] (14.17)

и соответственно потери

R_n=n_n[C-L( 1-2е)]. (14.18)

35 По данным ООН, в 2000 г. пострадали от засухи в глобальном масштабе более 100 млн. человек.

36 14 ноября 2002 г. в Ямало-Ненецком округе после мокрого снега и последую­щего понижения температуры воздуха образовалась ледяная корка. Сотни оленей оказались на грани гибели.

37 За единицу условного топлива принимается 1 кг топлива с теплотой сгорания

38 Дополнительные сведения об используемой в энергетике гидрометеорологиче­ской информации приведены в учебном пособии JI. А. Хандожко „Метеорологиче­ское обеспечение народного хозяйства" (Гидрометеоиздат, 1981).

39 Ткал/ч — теракалорий в час (тера = 10¹²).

40 В „Практикуме" [11] приведен пример по АО „Ростовэнерго".

41 Дополнительные пояснения, статистика экономических характеристик экс­плуатации ВС ГА и примеры расчета показателей Э, Р приведены в учебных пособи­ях JI. А. Хандожко „Практикум по экономике гидрометеорологического обеспечения народного хозяйства" и О. Г. Богаткина, Г. Г. Тараканова „Учебный авиационный метеорологический атлас" (Л.: Гидрометеоиздат, 1990).

42 Модификации формул оценки экономического эффекта на основе приведенных

43затрат рассматриваются в книге Л. А. Хандожко „Метеорологическое обеспечение народного хозяйства".

44 Ультрафиолетовая радиация с длиной волн менее 0,29 мкм губительна для все­

45го живого. Эта часть излучения задерживается озоновым слоем, что обеспечивает жизнь на Земле.

46 Фотосинтез — процесс образования растениями сложных органических ве­ществ, необходимых для жизнедеятельности растений. В процессе фотосинтеза рас­тения образуют не только углеводы, но и аминокислоты, белки и пигменты.

Чтобы сформировать урожай пшеницы в 40 ц/га, что составляет 100 т общей су­хой биомассы, растения должны усвоить около 20 т С0₂, фотохимически разложить около 7,3 т Н₂0, выделить во внешнюю среду около 13 т 0₂(А. А. Ничипорович).

47 Под эквивалентной скоростью понимается такая скорость ветра, которая в со­четании с максимальной нормативной толщиной стенки гололеда приводит к на­грузке с заданной повторяемостью.

48 Энтальпия — сумма внутренней энергии газа и потенциальной энергии экс­пансии, т.е. работы, произведенной газом при изобарическом расширении до зани­маемого объема (С. П. Хромов, JI. И. Мамонтова).

49 Энергия и промышленность России, № 3, 2000. По материалам АО НПО „НЕ- ТРАЭЛ": ВЭУ созданы в Государственном научном центре РФ—-ЦНИИ „Электропри­бор" (тип „УВЭ-500"). Аналогичные ветровые энергоустановки (типа „Муссон") раз­рабатываются в Санкт-Петербурге на базе НПО „ЭлектроСфера".

50 Такая климатическая характеристика, как число градусо-дней, введена в 1995 г. специальным Постановлением Министерства строительства России (№ 16 от 11.08.95) в качестве критерия выбора сопротивления ограждающих конструкций.

51 В Ленинградской области работает 6 ГРЭС (Верхняя и Нижняя Подпорожская ГРЭС, Лесогорская, Светогорекая, Волховская и Нарвская), сеть ТЭС, Сосновобор- ская АЭС. Атомная энергетика поставляет в область 60 % энергии, гидроэлектро­станции 16—17 %, тепловые электростанции — 23—24 %.

52 Перечень портов, в которых следует вести наблюдения за ОЯ „сильный тя­гун", а также зоны проявления ОЯ „сильное сжатие льдов" устанавливают специа­листы УГМС.