32. Методы прогнозирования состояния окружающей среды.

Прогноз и оценка прогнозируемого состояния биосферы является составной частью мониторинга.

Прогноз опирается на данные о состоянии окружающей природной среды в настоящем и прошлом - эти данные получают при наблюдениях и анализе результатов наблюдений.

Изучение рядов наблюдений, выявление закономерностей в изменении состояния природной среды позволяют определять тенденции этих изменений.

Прогнозирование состояния биосферы должно основываться на результатах исследований, выявляющих закономерности природных процессов, закономерности в распространении и миграции загрязняющих веществ, в их превращениях, их влиянии на состояние окружающей среды, реакции различных организмов на изменения этого состояния.

По масштабам прогнозируемых явлений прогнозирование делят на глобальное, региональное (в пределах нескольких стран, одного материка, океана и т.п.), национальное (в пределах государства) и локальное (для небольших территорий). Прогнозирование не имеет ограничений по временной шкале (прогнозирование возможно на несколько дней и на неопределенно долгое будущее). В силу ряда причин («Принцип неполноты информации», «Принцип инстинктивного отрицания – признания», «Принцип удаленности события», «Принцип обманчивого благополучия») долгосрочное (на многие десятки лет) прогнозирование оказывается точнее краткосрочного и среднесрочного.

«ПРИНЦИП ОБМАНЧИВОГО БЛАГОПОЛУЧИЯ»:

Первые успехи (или неудачи) в природопользовании могут быть кратковременными: успех мероприятия по преобразованию или управлению природы объективно оценивается лишь после выяснения хода и результатов природных цепных реакций в пределах естественного природного цикла (от немногих лет до нескольких десятков лет).

«ПРИНЦИП НЕПОЛНОТЫ ИНФОРМАЦИИ»:

Информация при проведении акций по преобразованию природы всегда недостаточна для суждения о всех возможных результатах (особенно в далекой перспективе) осуществляемого мероприятия. Связано это с исключительной сложностью природных систем, их индивидуальной уникальностью и неизбежностью природных цепных реакций, направление которых нередко трудно предсказать. Для уменьшения степени неопределенности моделирование следует дополнять непосредственными исследованиями в природе, натурными экспериментами и выяснением естественной динамики природных процессов.

«ПРИНЦИП УДАЛЕННОСТИ СОБЫТИЯ»:

Явление, отдаленное во времени и пространстве, кажется менее существенным.

«ПРИНЦИП ИНСТИНКТИВНОГО ОТРИЦАНИЯ – ПРИЗНАНИЯ»:

Факты и закономерности, концептуально отрицаемые составителем машинной программы, неосознанно исключаются им из модели, а признаваемым за верные инстинктивно придается больший вес, чем они имеют в реальности.

Прогнозирование производится с помощью специальных методик: линейной (прямолинейной, экспоненциальной или по иным известным заранее кривым изменений) экстраполяции (продления существующих тенденций во времени), модельной экстраполяции (учитывающей возможную неравномерность в развитии процессов; модель может быть натурной – экспериментом), интуитивного (экспертного) предсказания (так называемый метод Делфи, основанный на логическом моделировании, индивидуально проводимом группой экспертов, затем сближающих свои позиции на основе специальной математической обработки результатов высказываний), анализа причинно-следственной цепи, или поиска и проведения аналогий (предполагается, что грядущий процесс будет аналогичен по цепи «причина – следствие» уже известным явлениям, происходящим в сходных условиях), первичного толчка (наблюдаемое слабое изменение, несущественное сейчас, рассматривается как способное перерасти в сильное, высокозначимое), качественного скачка (предсказания перехода слабого роста в сверхэкспоненциальный – вариант метода экстраполяции).

На первом этапе необходимо прогнозировать изменение интенсивности источников различных воздействий и загрязнений, осуществлять прогноз факторов воздействия в природной среде, например, общего количества загрязняющих веществ в различных средах, их распределения в пространстве, изменения их свойств и концентраций во времени.

Необходимыми для составления такого прогноза являются данные о планах деятельности человека.

При составлении прогнозов состояния биосферы можно принять предположение о неизменной деятельности человека (например, предположить постоянство источников загрязнения) или принять в расчет данные о планах увеличения объема хозяйственной деятельности (что может повести к увеличению загрязнения окружающей среды) и мероприятия по снижению загрязнения окружающей среды (что сдерживает или уменьшает загрязнение). В качестве первого (даже нулевого) приближения такого прогнозирования является прогноз загрязнения биосферы, в предположении полного отсутствия источников загрязнения начиная с некоторого момента. Это позволит точнее учесть все геофизические, геохимические и биогеофизические процессы, связанные с “жизнью”, превращениями и миграцией загрязняющих веществ.

Здесь особое внимание должно быть уделено возможности увеличения токсичности различных веществ, их подвижности.

Следующим этапом прогнозирования является прогноз возможных изменений в биосфере, в ее биотической составляющей под воздействием уже имеющихся в природе загрязнений (и других факторов воздействия), а также вновь поступающих или появляющихся.

Следует указать, что уже возникшие под влиянием человеческой деятельности изменения в биосфере могут сказываться на состоянии ее отдельных элементов еще много лет (особенно, когда речь идет о генетических последствиях), даже если дополнительное внешнее воздействие будет уменьшаться или прекратится полностью.

Оценка, анализ прогнозируемого состояния биосферы позволяют указать, выбрать определенные направления, требующие приоритетных мер по борьбе с их отрицательными проявлениями; прогноз позволит наметить и осуществить не только меры, направленные на улучшение уже имеющегося (и, возможно, увеличивающегося) воздействия, но и меры профилактического характера, против негативных эффектов, которые еще не проявились. Кроме районов, в которых состояние биосферы неблагополучно в связи с быстро развивающейся промышленностью и хозяйственным освоением, прогноз позволяет выделить направления (проблемы), требующие особого внимания как в глобальном, так и в региональном масштабах.

Всесторонний анализ существующей обстановки, анализ различных эффектов воздействий с учетом тенденций в развитии человеческой деятельности позволяет считать, что в ближайшие годы (а возможно, и десятилетия) наиболее серьезными будут являться проблемы распространения в различных средах следующих загрязнителей:

двуокиси серы и продуктов ее превращений (серной кислоты и сульфатов);

тяжелых металлов (ртути, свинца и кадмия), особенно ртути с учетом ее миграции и трансформации;

канцерогенных веществ, в частности бенз(а)пирена;

нефти и ее продуктов – в морях и океанах;

хлорорганических пестицидов, а в городах также окиси углерода и окислов азота.

Проявления этих загрязнителей будут наблюдаться в широких масштабах в результате охвата либо большого числа мест ( городов, населенных пунктов), либо в результате распространения на большие расстояния (продукты превращения серы, тяжелые металлы, нефтепродукты).

Среди глобальных проблем, которые следует выделить в связи с тем, что антропогенное воздействие и в первую очередь выбросы различных примесей в природную среду будут играть существенную роль, можно перечислить следующие:

возможное изменение климата за счет антропогенного воздействия на атмосферу и других антропогенных изменений в природе;

возможное нарушение озонного слоя за счет влияния окислов азота и галогеноуглеводородов антропогенного происхождения (такое нарушение может повлиять и на изменение климата);

загрязнение Мирового океана нефтепродуктами.

Анализ данных прогноза позволит внести определенные коррективы в хозяйственную деятельность человека, скорректировать оптимальным образом взаимодействие человеческого общества и природы. Таким образом, прогнозирование состояния биосферы, как это указывалось и ранее, является необходимым звеном в управлении качеством природной среды.