34.Прогнозирование в природопользовании

Прогноз — конкретное предсказание или вероятност­ное суждение о состоянии чего-то (кого-то) или о прояв­лении какого-то события в будущем. Например, прогноз погоды, развития эпидемии, исхода болезни, общественно­го развития и т.п. Прогноз основан на выборе из множества вариантов развития процесса («сценариев») наиболее веро­ятных с точки зрения прогнозиста. Прогноз представляет собой специфический вид познания, где прежде всего про­водят исследования не того, что есть, а то, что будет.

Прогноз осуществляют с помощью специальных методов прогнозирования. Прогнозирование — совокупность приемов мышления, позволяющих на основе ретроспективного ана­лиза внешних и внутренних связей, присущих объекту, а также их вероятных изменений в рамках рассматриваемого явления или процесса, вынести суждения определенной до­стоверности относительно его будущего развития.

Экологическое прогнозирование — предсказание из­менений природных систем в естественных условиях или под воздействием на них человека. Например, прогноз вли­яния предприятия на окружающую его среду, прогноз воз­действия на территорию орошения или осушения, прогноз стихийных бедствий и т.п.

Типы прогнозов. Существуют два типа экологических прогнозов: поисковый и нормативный.

Поисковый прогноз — определение возможных состо­яний объекта, явления или процесса в будущем. Он должен дать ответ на вопрос: что вероятнее всего произойдет при условии сохранения существующих тенденций?

Нормативный прогноз — прогнозирование достиже­ния желательных состояний на основе заранее заданных норм, целей. Он должен дать ответ на вопрос: какими путя­ми достичь желаемого?

В настоящее время чаще используют поисковое про­гнозирование с задачей возможно более точного предска­зания будущего состояния объекта, явления или процесса. Это связано с тем, что сейчас мы, в основном, познаем закономерности существования и развития природных сие-. тем и еще только приступаем к их управлению.

Виды прогнозов. Прогнозы классифицируют по време­ни, по масштабам и по содержанию.

По времени упреждения прогнозы делят на сверхкрат­ковременные (до одного года), краткосрочные (до 3-5 лет), среднесрочные (до 10-15 лет), долгосрочные (до несколь­ких десятилетий), сверхдолгосрочные (на тысячелетия впе­ред и более). При этом чем долгосрочнее прогнозы, тем они менее точны.

По масштабам прогнозируемых явлений прогнозы де­лят на глобальные (общемирового масштаба), региональ­ные (в пределах региона), локальные (в пределах неболь­шой территории). Чем крупномасштабнее прогноз, тем су­ровее будет расплата, если прогноз ошибочен.

По содержанию прогнозы относятся к конкретным от­раслям наук: экологические, геологические, метеорологи­ческие и др.

35.Моделирование в экологии и природопользовании

Моделирование — метод исследования сложных объек­тов, явлений и процессов путем их упрощенного имитиро­вания (натурного, математического, логического). Основы­вается на теории подобия (сходства) с объектом-аналогом.

Модель — это физическое (вещественно-натуральное) или знаковое (математическое, логическое) подобие (обыч­но упрощенное) реального объекта, явления, процесса или его схема, изображение, описание.

Требования, предъявляемые к моделям. Важнейшие требования к любой модели — ее подобие с моделируемым объектом и наличие следующих свойств:

• модель — это увеличенное (клетка) или уменьшенное (глобус) подобие объекта;

• модель может замедлить быстро протекающие про­цессы или ускорить медленно протекающие;

• модель упрощает реальный процесс, что дает возможность обратить внимание на главную сущность объекта.

Виды моделей. Модели делят на две группы: матери­альные (реальные) и идеальные (графические, математи­ческие, кибернетические).

Реальные (физические) модели — например, аквариум, являющийся моделью водной экосистемы.

Реальные (физические) модели — например, аквариум, являющийся моделью водной экосистемы.

Графические модели — это зависимость одного прогно­зируемого параметра от другого, выраженная в системе прямоугольных координат, то есть в виде графика.

Математические модели — модели, когда с помощью математических формул строится абстрактное упрощенное подобие изучаемой системы. Далее, меняя значение отдель­ных параметров, исследуют, как поведет себя данная ис­кусственная система, то есть как изменится конечный ре­зультат.

Кибернетические модели — это математические моде­ли, строящиеся с применением ЭВМ.

Этапы моделирования. В построении математических моделей сложных природных процессов выделяются следу­ющие этапы:

1. Реальные явления, которые планируется смоделировать, должны быть тщательно изучены: выявлены глав­ные компоненты и установлены законы, определяющие ха­рактер взаимодействия между ними. Если неясно, как связаны между собой реальные объекты, построение адекватной модели невозможно. На данном этапе нужно сформулировать вопросы, на которые модель должна дать ответ. Прежде чем строить математическую модель природного явления, надо иметь гипотезу о его течении.

2. Разрабатывается математическая теория, описывающая изучаемые процессы, протекающие в действительности. На ее основе строится модель в виде абстрактных взаи­модействий. Установленные законы должны быть облечены в точную математическую форму. Конкретные модели могут быть предоставлены в аналитической форме (системой ана­литических уравнений) или в виде логической схемы машин­ной программы. Модель природного явления есть строгое математическое выражение сформулированной гипотезы.

3. Проверка модели — расчет на основе модели и срав-­ нение результатов с действительностью. При этом прове­- ряется правильность сформулированной гипотезы. При согласованности результатов модели используют для прогноза, вводя в них различные исходные параметры.