Основна класифiкацiя прогнозiв та методiв прогнозування

Поняття прогнозу та прогнозування

ПРОГНОЗУВАННЯ СТАНУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Лабораторна робота № 17-18.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Що таке знищення пестицидів?

2. Які Ви знаєте засоби індивідуального захисту при роботі з пестицидами?

Мета роботи – навчитися прогнозувати стан навколишнього середовища під впливом людської діяльності.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

На вiдмiну вiд iнших форм житгя, людинi пiдвладне усвiдомлене вiдчуття плину часу, тому вона здатна не тiльки пам’ятати про минулi події, але й планувати вiддаленi наслiдки своєї дiяльностi, виходячи з поточного стану системи та на основi передбачення ходу подiй у майбутньому. Зокрема, однiєю з головних задач екологiчного моделювання є прогнозування розвитку того чи iншого екологiчного процесу з метою оптимiзацiї дiяльностi людини щодо забезпечення мiнiмального ступеня і негативного впливу на екологiчне середовище.

Прогнозування — це науково обґрунтоване передбачення перспектив розвитку тiєї чи iншої системи, а також власне сам процес його отримання.

Екологiчним прогнозуванням називають передбачення стiйких змiн у навколишньому середовищi, що вiдбуваються внаслiдок складних ланцюгових реакцiй, зв’язаних як з безпосереднiм впливом людства на довкiлля, так i з вiддаленими опосередкованими наслiдками цих впливiв.

Результатом прогнозування є прогноз — сукупнiсть науково передбачених даних щодо значень параметрiв системи у певнi майбутнi моменти часу.

Можна навести такi приклади екологiчних прогнозiв:

— прогноз змiн в екосистемi пiд впливом антропогенного фактора;

— прогноз змiни кругообiгу речовин та енергії, клiматичних, ґрунтових та iнших змiн;

— прогноз рибальського, мисливського та iнших промислiв, тошо.

Класифiкацiя прогнозiв. За метою та задачами передбачення у соцiоекологiї виділяють наступнi узагальненi види прогнозiв:

1) прогноз дiї на середовище — науково обґрунтоване передбачення видiв, шляхiв i чинникiв антропогенного впливу на довкiлля, що здiйснюється внаслiдок будiвництва та введення в експлуатацію нових будiвель, виробничих потужностей i технологiй у регiонi;

2) прогноз реакцiї середовища — науково обґрунтоване передбачення стiйких змiн у природному середовищi, викликаних прямою або побiчною дiєю зазначених вище чинникiв; зокрема, до таких змiн слiд включати i тi з них, якi внаслiдок значного їх запiзнення або вiддаленого зв’язку з антропогенним впливом помилково вiдносять на рахунок дiї тих чи iнших природних чинникiв;

3) прогноз змiни середовища — науково обґрунтоване передбачення iнтегрованих змiн у природному середовищi пiд дiєю всiєї сукупностi природно-антропогенних чинникiв.

Залежно від граничного термiну обґрунтованого прогнозування розрізняють:

— короткочаснi, або оперативнi прогнози (на 1-2 роки);

— прогнози середньої тривалості (на 5-10 рокiв);

— довгостроковi прогнози (на 15-25 рокiв);

— наддовгостроковi прогнози (на 50-100 рокiв).

За масштабами передбачуваних явищ екологiчнi прогнози подiляють на:

— глобальнi (фiзико-географiчнi);

— регіональні (в межах кiлькох країн одного материка, океану тощо);

— нацiональнi (в межах країни);

— локалънi (для невеликих територiй).

Класифiкацiя методiв прогнозування. Усi iснуючi методи прогнозування стану природного середовища можна об’єднати у три основнi групи:

- евристичнi методи експертної оцiнки;

- методи екстраполювання (статистичнi методи);

- методи математичного моделювання.

1) Метод експертної оцiнки (метод евристичного, або інтуїтивного прогнозування чи передбачення — так званий метод Делфi) базується на логiчному моделюваннi і полягає у вилученнi прихованих у людини знань шляхом штучних навiдних запитань. Сутнiсть методу полягає у спецiалiзованiй експертнiй оцiнцi та математичнiй обробцi анкет. Метод слiд використовувати тодi, коли об’єкти прогнозування не пiдлягають повнiй або частковiй формалiзацiї. В основi методу лежить система отримання та обробки iнформацiї шляхом цілеспрямованого iндивiдуального опитування експертiв у вузькiй галузi науки, технiки та виробництва. Метод можна застосовувати для пiдвищення надiйностi прогнозiв, отриманих iншими методами.

2) Метод екстраполювання полягає у перенесеннi даних, отриманих у певнiй галузi дiяльностi (у певному дiапазонi), на бiльш або менш широкi аналогiчнi галузi (дiапазони). Рiзновидами методу екстраполювання є статистичнi методи оцiнки наступного ряду значень деякої властивостi, виходячи з попереднього характеру кривої (продовження вiдомого ряду, iснуючої тенденцiї на майбутнiй вiдрiзок часу чи на поки що невiдомий, але передбачуваний аналогiчний простiр). Iнодi до екстраполяцї відносять також пошук промiжних значень деякої властивостi між вiдомими її значеннями — iнтерполяцiю прямолiнiйну, експотенцiальну або за iншими заздалегiдь вiдомими кривими змiн. Метод екстраполювання застосовують вибiрково для короткострокових (оперативних) прогнозiв, у тому разi, коли розвиток процесiв протягом значного промiжку часу вiдбувається рiвномiрно, без значних стрибкiв.

До переваг статистичних методiв прогнозу належить їх вiдносна простота; до недолiкiв належать:

— низька точнiстъ та достовiрнiсть;

— ймовiрний характер;

— неможливiсть застосування в умовах мiнливого середовища, при появi нових впливових факторiв, тощо.

Наприклад, саме з цих причин статистичнi методи побудови прогнозу погоди можуть дати досить точнi значення середньорiчної температури, середньорiчної кiлькостi опадiв, тощо, але не можуть вказати їх точнi значення для конкретного мiсця на конкретну годину у вiддаленому майбутньому.

3) Метод математичного моделювання процесiв полягає в детальному аналiзi причин можливих змiн у станi довкiлля, побудовi теорiї часткових процесiв i подальшому створеннi спрощеної версiї будови загального процесу — об’єднаної моделi реальної системи. Моделi вiдображають найсуттєвіші, найважливiшi властивостi та функцii деякого складного процесу чи об’єкта. При прогнозуваннi наслiдкiв антропогенних впливiв на природне середовище розрiзняють геофiзичнi моделi (моделi процесiв переносу або перетворення забруднюючих речовин у навколишньому середовищi) та екологiчнi моделi (наприклад, змiни стану екосистеми пiд впливом забруднення). Саме фiзико-математична i хiмiко-математична база дозволяє вирiшити найбiльш важку задачу всiх наук про Землю: розробити об’єктивнi методи достовiрного розрахунку майбутнiх станiв соцiоекосистеми.

Основнi методики екологiчного прогнозу. Методи прогнозу в екологii базуються на застосуваннi таких спецiальних методик, як:

— методика аналiзу структури причинно-наслiдкового ланцюга, або проведення аналогiй (передбачається, що майбутнiй процес буде аналогічним за будовою ланцюга “причина-наслiдок” до вже вiдомих явищ, які відбувалися у подібних умовах);

— методика первинного поштовху (коли слабка, несуттєва на даний момент часу змiна, що спостерігається, розглядається як така, що може перетворитися на сильну та високозначиму);

— методика якiсного стрибка (передбачення переходу слабкого зростання у суперекспоненцiальне зростання — варiант методу екстраполяції).

Згiдно з принципом неповноти iнформацiї (принципу невизначеностi), всi методи екологiчного прогнозування є обмеженими. Сутність цього принципу полягає в тому, що iнформацiя, яка використовується при проведенні акцiй з перетворення природи, завжди є недостатньою для апріорного судження про всi можливi наслiдки здiйснюваного заходу (особливо у вiддаленiй перспективi). Це пов’язане з винятковою складнiстю природних систем, їх iндивiдуалъною унiкальнiстю та неминучiстю природних ланцюгових реакцiй, направленiсть яких часто важко передбачити. Для зменшення ступеня невизначеностi моделювання необхiдно доповнювати безпосереднiми дослiдженнями у природi, натурними експериментами i визначенням динамiки процесiв. Принцип невизначеностi є важливим обмеженням у використаннi методу аналогiй при екологiчному прогнозуваннi, оскiльки аналогiя є неповною через iндивiдуальнiсть природних систем.

Особливостi довгострокового прогнозування. Довгострокове прогнозування, як правило, відбувається на основi застосування статистичних методiв. Цi методи дають бiльш-менш обґрунтовані результати в тому випадку, якщо прогнозування ведеться на досить тривалий перiод часу (бiльш як 20 рокiв), а iнтервал часу збору iнформацiї значно перевищує граничний його термiн.

Найбiльш правильними вважаються регiональний i вiдомчий пiдходи до прогнозування зміни навколишнього середовища. Справа в тому, що центральнi вiдомства (власники) рідко враховують особливостi регiону при плануваннi своєї дiяльностi. Тому особливостi регiону і iнтереси відомства (власника) найчастiше є такими факторами, що не залежать одне вiд одного за багатьма параметрами. У результатi шляхом координацiї цих двох пiдходiв виробляється генеральний план заходiв щодо охорони навколишнього середовища.

Особливостi оперативного прогнозування. На вiдмiну вiд довгострокового, оперативне (короткострокове) прогнозування ведуть на основi побудови динамiчних формалiзованих математичних моделей, що враховують внутрiшню структуру i закони взаємодiї компонентiв системи. Такий прогноз виявляється ефективним, оскiльки бiльшiсть природних i соцiально-економiчних факторiв не встигають iстотно змiнитися за перiод, на який складається оперативний прогноз, а вплив неврахованих факторів не встигає iстотно збiльшити невизначенiсть прогнозу.

Наприклад, при розрахунку забруднення водного об’єкта в результатi скиду забруднюючих речовин будують модель, що враховує швидкостi та напрямок водних течiй, iнтенсивнiсть скиду, турбулентне перемiшування води. За результатами моделювання розраховують коефіцієнти розведення стiчних вод, коефiцiєнти поперечної циркуляцiї в потоцi, самоочищення води тощо.

Дата добавления: 2014-10-23