Класифікація надзвичайних ситуацій
Геологічні небезпечні явища.Землетруси - коливання земної кори, що виникають у результаті вибухів у глибині землі, розламів шарів земної кори, активної вулканічної діяльності. Підземний удар викликає пружні коливання (сейсмічні хвилі), що поширюються по землі у всіх напрямках. Область землі, із якої виходять хвилі землетрусу, називають центром, а розташовану на поверхні землі ділянку - епіцентром землетрусу. Звичайно коливання земної кори спостерігаються у вигляді поштовхів, їхня кількість і проміжки часу між ними можуть бути різноманітними і мало передбаченими. Інтенсивність землетрусу вимірюється в балах за шкалою Ріхтера, а в останні роки наша країна та ряд європейських держав використовують 12-бальну міжнародну шкалу MSK-64.
Лавини - швидкий, раптовий зсув вниз снігу та (або) льоду стрімкими схилами гір, який загрожує життю і здоров'ю людей, завдає шкоди об'єктам економіки та довкіллю. (Внаслідок перевантаження схилів снігом відбувається послаблення структурних зв'язків у середині снігової товщі або їх спільної дії). Лавини виникають на схилах з крутизною від 15 до 50°. Швидкість - основна характеристика лавини і може досягати 100 м/с. Сила удару лавини досягає 40 т/м2, а при наявності чужорідних включень - до 200 т/м2.
Провалювання земної поверхні - це просідання ґрунту внаслідок різного роду геологічних процесів. Найбільш расповсюджене в місцях розміщення карстових порід. Посиленню виникнення карстових воронок може сприяти осушення території. В деяких областях України ступінь ураженості карстовими процесами сягає 60-100% території.
Зсуви - це зміщення вниз по косій під дією сил тяжіння великих ґрунтових мас, що формують схили гірських річок, озерних та морських терас. Зсуви є одним із найнебезпечніших і дуже поширених природних явищ що може бути викликане як природними, так і штучними (антропогенними) причинами. До природних відносяться: збільшення крутизни схилів, підмив їх основи морською чи річковою водою, сейсмічні поштовхи та інше. Штучними причинами є: руйнування схилів дорожніми канавами, надмірним виносом ґрунту, вирубкою лісів, неправильним вибором агротехніки для сільськогосподарських угідь на схилах та інше.
Гідрологічні надзвичайні ситуації.
Повінь - це затоплення значної частини суші внаслідок підняття води вище звичайного рівня. Виникають під час тривалих злив та в результаті танення снігу, вітрових нагонів води, при заторах та зажерах. Вони супроводжуються затопленням значних територій і викликають необхідність часткової евакуації людей і тварин, завдають відчутних матеріальних збитків.
Цунамі - це довгі хвилі, які можуть виникати в результаті підводних землетрусів, а також вулканічних викидів або зсувів на морському дні. Хвиля цунамі може бути непоодинокою, оскільки дуже часто - це серія хвиль з інтервалом в одну і більше годин. Можливі масштаби наслідків цунамі визначаються балами:
Сель - раптово сформований внаслідок різкого підйому води в руслах гірських річок, грязьовий потік. Причинами виникнення селевих потоків майже завжди бувають сильні зливи, інтенсивне танення снігу та льоду, прорив гребель водоймів, а також землетруси та виверження вулканів.
Метеорологічно небезпечні явища.
Найбільш розповсюджені метеорологічні небезпечні явища, які не потребують якихось специфічних природних умов (море, гори та т. п.) і можуть мати місце на будь-якій території.
Зливи серед стихійних явищ є найчастішими. Вони спостерігаються щорічно і поширюються на значні території. Випадання великої кількості опадів призводить до появи інших небезпечних явищ таких, як селі, зсуви, підтоплення територій, повені. В теплий період року сильні дощі можуть супроводжуватися градом, грозою.
Ураган - вітер руйнівної сили і великої тривалості, швидкість якого більше 32 м/сек. Найважливішими характеристиками урагану є швидкість вітру, шляхи руху, розміри та побудова ураганів, середня тривалість дії урагану. Оцінюється ураганний вітер у балах згідно зі шкалою Бофорта.
Циклони - область низького тиску в атмосфері, причому мінімум тиску знаходиться у його центрі. Погода під час циклонів переважно похмура з сильними вітрами. За своїми властивостями, походженням та наслідками вони схожі на тропічні урагани.
Шквали - це різке короткочасне (хвилини і десятки хвилин) посилення вітру, іноді до 30-70 м/сек. із зміною його напрямку, найчастіше це явище спостерігається під час грози.
Смерчі - найменш досліджене, але найбільш руйнівне явище. Це атмосферний вихор, що виникає у грозовій хмарі та розповсюджується у вигляді темного рукава або хоботу (частіше декількох) за напрямком до поверхні суші або моря. Він супроводжується грозою, дощем, градом і якщо досягає поверхні землі, майже завжди наносить значні руйнування, вбираючи у себе воду та предмети, що трапляються на його шляху, піднімаючи їх високо над землею і переносячи на значні відстані.
Природні пожежі.
Пожежі - це неконтрольований процес горіння, що стихійно виникає і розповсюджується в навколишньому середовищі і супроводжується інтенсивним виділенням тепла, диму та світловим випромінюванням, що створює небезпеку для людей і завдає шкоду об'єктам господарської діяльності та навколишньому середовищу. Вони поділяються на лісові і торф'яні пожежі.
Масові інфекційні захворювання і отруєння людей.
Інфекційні хвороби - це такі хвороби, які передаються від однієї людини до іншої. Розповсюджуються вони не тільки серед людей, але поражають тварин і рослини. Шляхи і способи передавання інфекцій різні: через органи дихання; при використанні заражених продуктів, фуражу, води; після контакту з зараженими речами; при спілкуванні з хворими людьми і тваринами; при укусах комах та кліщів. Інфекційні хвороби можуть мати широке розповсюдження і масовий характер, при цьому виникають епідемії, епізоотії, епіфітотії, а також масове розповсюдження різних шкідників.
Епідемією називається швидке та широке розповсюдження інфекційних хвороб серед людей. До них відносяться: азіатська холера, природна віспа, брюшний тиф, сипний тиф, снід, грип та інші.
Епізоотія - розповсюдження хвороб серед тварин. Серед них: сибірська виразка, сап, ящур, пситакоз, туляремія, чума великої рогатої худоби, африканська чума свиней та інші. Деякі хвороби тварин небезпечні і для людини.
Епіфітотія - це захворювання рослин і характеризується наступними хворобами: ржа хлібних злаків, пірокуларіоз рису, фітофтороз (картопляна гниль) та інші. Велику шкоду сільському господарству приносить також масове розповсюдження шкідників (саранча, колорадський жук, совка, травневий хрущ, сибірський шовкопряд, терміти та інші.
Екологічна надзвичайна ситуація - обстановка на визначеній території або акваторії, яка призвела до гострих несприятливих змін у середовищі проживання людей і, як правило, масової загибелі живих організмів, економічних збитків.
Надзвичайні ситуації техногенного характеру.
Надзвичайні ситуації техногенного походження містять у собі загрозу для людини, економіки і природного середовища або здатні створити її внаслідок ймовірного вибуху, пожежі, затоплення або забруднення (зараження) навколишнього середовища.
Надзвичайні ситуації виникають, як правило, на потенційно техногенно небезпечних виробництвах. До них відносяться в першу чергу, хімічно небезпечні об'єкти, радіаційно небезпечні об'єкти, вибухо- та пожежонебезпечні об'єкти, а також гідродинамічно небезпечні об'єкти. В останні роки значно зросла також небезпека аварій і катастроф на транспорті.
Надзвичайні ситуації техногенного характеру прийнято класифікувати за такими основними ознаками:
ü за масштабами наслідків (об'єктового, місцевого, регіонального і загальнодержавного рівня);
ü за галузевою ознакою (надзвичайні ситуації - у сільському та лісовому господарствах, у заповідній території, об'єкти особливого природоохоронного значення, у водоймах, на об'єктах промисловості, транспорту, житлово-комунального господарства.
Аварії техногенного характеру класифікуються також з урахуванням критеріїв розміру заподіяних чи очікуваних економічних збитків.
Фактори ураження джерел надзвичайних техногенних ситуацій розподіляються на фактори: прямої дії (первинні) та побічної дії (вторинні). Первинні фактори ураження безпосередньо викликаються виникненням джерела техногенної НС. Вторинні фактори ураження викликаються змінами об'єктів навколишнього природного середовища первинними факторома ураження. Фактори ураження джерел техногенних НС за механізмом дії розподіляють на фактори фізичної та хімічної дії.
До факторів ураження фізичної дії відносять: повітряну ударну хвилю, хвилю тиску в ґрунті, сейсмічну вибухову хвилю, хвилю прориву гідротехнічних споруд, дію уламків, екстремальний нагрів середовища, теплове випромінювання, іонізуюче випромінювання. До факторів ураження хімічної дії відносять токсичну дію небезпечних хімічних речовин. Транспортні аварії (катастрофи)
Радіаційно небезпечні об'єкти.
Серед потенційно небезпечних виробництв особливе місце займають радіаційно небезпечні об'єкти (РНО). Вони, як відомо, становлять особливу небезпеку для людей і навколишнього природного середовища і вимагають дотримання специфічних заходів попередження і захисту. У зв'язку з тим, що небезпека прихована від органів чуття людини, потрібно при всіх видах робіт на РНО звертати на це особливу увагу, щоб не допустити ураження (зараження) людей через їхню несвідомість і недостатню захищеність. До типових РНО відносяться: атомні електростанції (АЕС), підприємства з виготовлення та переробці ядерного палива і поховання радіоактивних відходів; науково-дослідні та проектні організації, які працюють з ядерними реакторами, ядерні енергетичні установки на об'єктах транспорту та інше.
Радіаційні аварії - це аварії з викидом (виходом) радіоактивних речовин (радіонуклідів) або іонізуючих випромінювань за межі, непередбачені проектом для нормальної експлуатації радіаційно небезпечних об'єктів, у кількостях більше встановленої межі їх безпечної експлуатації. Виробництво, транспортування, збереження і використання радіоактивних матеріалів суворо регламентовані спеціальними правилами.
Наслідки аварій і руйнування об'єктів із ядерними компонентами характеризуються, насамперед, масштабами радіоактивного забруднення навколишнього середовища і опромінення населення. Вони залежать від: геофізичних параметрів атмосфери, що визначають швидкість розносу викиду; розміщення людей, тварин, сільськогосподарських угідь, житлових і виробничих будівель у зоні аварії; здійснення захисних заходів та ряду інших чинників. Найбільш небезпечними із всіх аварій на РНО, є аварії з викидом радіонуклідів в атмосферу, що призводять до радіоактивного забруднення навколишнього природного середовища. Ступінь забруднення характеризується поверхневою (об'ємною) щільністю зараження радіонуклідами і вимірюється активністю того чи іншого радіонукліда. Радіаційна дія на персонал об'єктів і населення в зоні радіоактивного забруднення оцінюється величиною дози зовнішнього і внутрішнього опромінювання людей. Основними дозиметричними величинами, за допомогою яких оцінюється дія радіації на людину, є поглинута і еквівалентна доза її опромінення.
Характер і масштаби радіоактивного забруднення місцевості при аваріях на АЕС залежать від типу реактора, ступеня його руйнування, метеорологічних умов, рельєфу місцевості і від характеру вибуху (тепловий або ядерний). При аварії на АЕС з тепловим вибухом і руйнуванням реактора (Чорнобильська катастрофа) відбувається викид радіонуклідів в атмосферу, гідросферу і літосферу, що обумовлює радіоактивне забруднення навколишнього природного середовища і опромінення працюючого персоналу та населення, які призводять до негативних наслідків.
При руйнуванні АЕС з ядерним вибухом по сліду радіоактивної хмари виділяються чотири зони, кожна з яких характеризується рівнем впливу радіації (рис. 5.1, табл. 5.1).
 |
Рисунок 3.1 - Схема радіоактивного зараження місцевості в районі вибуху і за рухом хмар
Таблиця 3.1- Радіоактивність на кордонах зон зараження
| Зона | Доза випромінювання, рад | Рівень радіації, рад/год |
| А | ||
| Б | ||
| В | ||
| Г |
Умовами проживання і трудової діяльності населення без обмеження за радіаційним фактором є одержання додаткової дози за рахунок забруднення навколишнього середовища радіоактивними ізотопами дози, що не перебільшує меж опромінення, які встановлені Державними гігієнічними нормативами «Норми радіаційної безпеки України» (НРБУ-97).
Хімічно небезпечні виробництва.
Згідно з Міжнародним Регістром, у світі використовується в промисловості, сільському господарстві і побуті близько 6 млн. токсичних речовин, 60 тис. з яких виробляються у великих кількостях, в тому числі більше 500 речовин, які відносяться до групи сильнодіючих отруйних речовин (СДОР) - найбільш токсичних для людей.
Об'єкти господарювання, на яких використовуються СДОР, є потенційними джерелами техногенної небезпеки. Це так звані хімічно небезпечні об'єкти. При аваріях на цих об'єктах можуть виникати масові ураження людей, тварин і сільськогосподарських рослин сильнодіючими отруйними речовинами.
До хімічно небезпечних об'єктів (підприємств) відносяться:
ü заводи і комбінати хімічних галузей промисловості, а також окремі установки і агрегати, які виробляють або використовують СДОР;
ü заводи (або їх комплекси) з переробки нафтопродуктів;
ü виробництва інших галузей промисловості, які використовують СДОР;
ü підприємства, які мають на оснащенні холодильні установки, водонапірні станції і очисні споруди, які використовують хлор або аміак;
ü залізничні станції і порти, де концентрується продукція хімічних виробництв, термінали і склади на кінцевих пунктах переміщення СДОР;
ü транспортні засоби, контейнери і наливні поїзди, автоцистерни, річкові і морські танкери, що перевозять хімічні продукти;
ü склади і бази, на яких знаходяться запаси речовин для дезинфекції, дератизації сховищ для зерна і продуктів його переробки;
ü склади і бази із запасами отрутохімікатів для сільського господарства.
Головним фактором ураження при аваріях на хімічно небезпечних об'єктах є хімічне зараження місцевості і приземного шару повітря. Виробництво, транспортування і збереження СДОР суворо регламентується спеціальними правилами техніки безпеки і контролю. Проте при значних промислових аваріях, катастрофах, пожежах і стихійних лихах можуть виникнути руйнування виробничих споруд, складів, ємностей, технологічних ліній, трубопроводів і інше. У результаті цього великі кількості СДОР можуть потрапити в навколишнє середовище: на поверхню ґрунту, різноманітні об'єкти, в атмосферу і поширитися на території населених пунктів, що може спричинити масові отруєння робітників виробництва і населення. Для кількісної характеристики токсичних властивостей конкретних СДОР при їх дії через органи дихання людини застосовуються такі параметри:
ü гранично допустима токсодоза - така доза (концентрація), при якій симптоми отруєння ще не наступають;
ü середня порогова (токсодоза РС50) - доза, яка викликає початкові симптоми ураження СДОР у 50% уражених;
ü середня вивідна (токсодоза ІС50) - доза, яка призводить до втрати працездатності до 50% уражених;
ü середня смертельна (токсодоза LC50) - доза, яка призводить до загибелі 50% людей або тварин при 2-4-годинній інгаляційній дії.
Об'єкти за ступенями хімічної небезпеки також діляться на 4 групи:
ü Перший ступінь хімічної небезпеки (у зонах можливого хімічного зараження, в кожному з них мешкає більше 75 тис. осіб) - 76 об'єктів (в Україні);
ü Другий ступінь хімічної небезпеки (у зонах можливого хімічного зараження, в кожному з них мешкає від 40 до 75 тис. осіб) - 60 об'єктів (в Україні);
ü Третій ступінь хімічної небезпеки (у зонах можливого хімічного ураження, в кожному з об'єктів мешкає 40 тис. осіб) - 1134 одиниці (в Україні);
ü Четвертий ступінь хімічної небезпеки (зони можливого хімічного зараження, кожна не виходить за межі об'єкта) - 540 одиниць (в Україні).
У зонах можливого хімічного зараження від цих об'єктів проживає близько 20 млн осіб.
Примітка. Під зоною МХЗ (можливого хімічного забруднення) мається на увазі коло з радіусом, що дорівнює глибині поширення хмари зараженого повітря з граничною токсодозою (концентрацією).
Пожежо- та вибухонебезпечні об'єкти.
Пожежа - неконтрольований процес горіння, який супроводжується знищенням матеріальних цінностей та складає небезпеку для життя людей.
Вибухи, і як наслідок, пожежі бувають на об'єктах, які виробляють або зберігають вибухонебезпечні та хімічні речовини в системах і агрегатах під великим тиском (до 100 атм.), а також на газо- і нафтопроводах. У процесі виробництва при певних умовах стають небезпечними і легко займаються деревинний, вугільний, торф'яний, алюмінієвий, борошняний та зерновий пил, пил з бавовнику та льону. Особливо небезпечні нафтопереробні заводи, хімічні підприємства, склади нафтопродуктів, цехи з виготовлення та транспортування вугільного пилу, дерев'яного борошна, цукрової пудри, лісопильні, деревообробні, столярні, модельні та інші виробництва. Під час аварій ці об'єкти зазнають значних збитків і гинуть люди.
Техногенні пожежі і вибухи, які виникають на об'єктах, призводять до виникнення таких факторів ураження, як повітряна ударна хвиля і теплове випромінювання.
Гідродинамічні аварії.
До гідродинамічних аварій належать прориви гребель (дамб, шлюзів) з утворенням хвиль прориву та катастрофічних затоплень або проривного паводку; аварійні спрацювання водосховищ ГЕС у зв'язку з загрозою прориву гідроспоруди.
Під час прориву греблі виникає проран, від розмірів якого залежить об'єм і швидкість падіння води від верхнього б'єфу в нижній б'єф і параметри хвилі прориву - головного фактору ураження гідродинамічної аварії.
Головними характеристиками хвилі прориву, що визначають її руйнівну дію, є глибина (10-20 м) і швидкість потоку в даному отворі (13-25 км/год.) та ударна сила (5-10 т/м3), які залежать від висоти греблі і розмірів прорану, гідродинамічних і топографічних умов русла і заплавини ріки.
Зоною катастрофічного затоплення вважають територію, яку хвиля прориву проходить за 4 години. Все це призводить до великих матеріальних збитків, руйнування будівель та споруд, знищення природного ланшафту. А оскільки такі події трапляються здебільшого несподівано, то можуть призвести до значних людських жертв.
Таким чином, внаслідок дії стихійних лих та техногенних аварій і катастроф складається надзвичайна ситуація, раптове виникнення якої призводить до значних соціально-екологічних і економічних збитків, виникає необхідність захисту людей від дії шкідливих для здоров'я факторів, проведення рятувальних, невідкладних медичних і евакуаційних заходів, а також ліквідації негативних наслідків, які сталися.
3.3 Моделювання надзивчайних ситуацій (моделювання соціально-екологічних процесів)
Наростаюча кризовість у відносинах суспільства та природи, наближення глобальної екологічної катастрофи з усе більшою настійністю вимагають прийняття у глобальних масштабах відповідних управлінських рішень, які б вели до такого розв'язання конфлікту людини з оточуючим природним середовищем коли б збереглись обидві сторони суперечності. Як ми вже розглянули раніше, протиборство людини з природою і породжена ним небезпека знищення біологічних умов існування homo sapiens зовсім не є наслідком «злої волі людини». Суспільство не могло розвиватись інакше, як використовуючи природні ресурси і вносячи момент дисгармонії в механізми саморегуляції біосфери. Ці порушення функціонування механізмів підтримки основних характеристик природного середовища є наслідком самої специфіки людської діяльності - людина здатна пізнати та перетворити будь-який предмет природи, але не може одразу пізнати і перетворити всю природу. Це породжує «частковість» в освоєнні та пізнанні природного простору і закладає основу конфлікту між суспільством та природою.
Зростання обсягу знань та сукупної виробничої потужності людства породжує загрозу глобальної екологічної катастрофи і, в той же час, створює умови для її недопущення. Стрімко наростаючі можливості впливу суспільства на оточуюче природне середовище знаменують собою настання нової ери в розвитку їх взаємовідносин. Людство повинне відмовитись від утилітарно-прагматичного ставлення до природи і, перейшовши до свідомого, раціонального, опертого на фундаментальні наукові знання, управління всією глобальною соціоекосистемою, взяти на себе відповідальність за своє власне майбутнє і майбутнє природи.
У попередніх темах було показано, як здобутки сучасної науково-технічної революції та третьої технологічної революції створюють матеріальну базу для розв'язання проблеми антагонізму у взаємовідносинах суспільства та природи. Адже управління розвитком системи «суспільство-природа» не зводиться лише до проблеми раціонального використання природних ресурсів. У самому загальному сенсі це є проблема створення таких стратегій суспільного розвитку, які б забезпечували не лише прогресивний технічний та соціальний розвиток суспільства, а й, у крайньому разі, не допускали подальшого погіршення якості оточуючого природного середовища.
Управління будь-якою системою може бути достатньо ефективним лише в тому разі, коли знання про властивості даної системи та доступні для використання механізми впливу в достатній мірі відображають їх властивості. Чим адекватніші ці знання, тим вищий рівень ефективності управлінського рішення. На думку С.А.Пегова та Ю.А.Ростопшина, найбільш перспективним шляхом в аналізі процесів взаємодії суспільства та природи є напрямок, що використовує як інструмент дослідження моделі об'єкта, що вивчається. Раціональні конструкції, концептуальні описання, що приводять до виникнення образу системи, досить часто малопридатні для використання в якості інструмента дослідження динамічних властивостей досліджуваного об'єкта. Саме для зняття цього обмеження і призначені моделі, що представляють собою деякі, зручні для дослідницьких процедур, формалізовані образи систем.
Як вважають історики науки, вперше систематично поняття модель почало застосовуватись у зв'язку зі створенням неевклідових геометрій, коли постала проблема представлення таких просторових систем, які було на той час важко продемонструвати натурно. Для соціальної екології використання моделей і методу моделювання має винятково важливе значення. Адже моделювання в сучасному науковому пізнанні виступає, перш за все, як процес створення моделей, що використовуються як засіб відображення складних систем, безпосереднє вивчення яких ускладнене або практично неможливе на даному етапі розвитку знань та технічних можливостей, або постановка натурного експерименту для отримання необхідних знань пов'язана зі значним ризиком.
Модель об'єкта може бути або його копією, або відображати його певні властивості, саме ті, які й цікавлять дослідника.
Модель виступає як специфічна, якісно своєрідна форма і, одночасно, як засіб наукового пізнання. Моделювання - це особливий процес, що виступає як особлива форма опосередковування, коли дослідник ставить між собою і об'єктом, що його цікавить, деяку проміжну ланку - модель.
Моделі застосовуються практично в усіх галузях сучасного пізнання і це породжує надзвичайну їх різноманітність. Моделі можуть бути статистичними і динамічними, грубими і точними, безперервними і дискретними, дослідницькими і демонстраційними, навчальними, прогностичними, натурними, аналітичними, аналоговими, символічними і т.д. Усіх їх об'єднує головне призначення - замінити в процесі отримання інформації сам об'єкт.
Як підкреслює російський вчений О.С. Степановських, моделі можна поділити на дві основні групи: матеріальні (предметні, фізичні) та ідеальні (уявні, математичні, кібернетичні, графічні, імітаційні). За ступенем охоплення території вчений поділяє їх на локальні, регіональні і глобальні. Він наголошує, що найважливіша вимога до будь-якої моделі - її подібність з предметом, що моделюється, та наявність таких властивостей:
ü модель - це збільшена (наприклад модель клітини) або зменшена (глобус) копія об'єкта;
ü модель може сповільнити досліджувані процеси, що відзначаються високою швидкістю протікання, або прискорити повільне протікання;
ü модель спрощує реальний процес, що дає можливість зосередити увагу на сутності процесу.
Основоположним принципом моделювання є принцип структурно-функціональної відповідності моделі і об'єкта. Реально існуючому об'єкту можна поставити у відповідність значну кількість моделей в залежності від того, які саме властивості чи функції досліджуваного об'єкта цікавлять дослідника. В кожному окремому випадку саме дослідник наділяє модель певними якостями, властивості та взаємодію яких в об'єкті він хоче дослідити. Для адекватності отримання нового знання велике значення має адекватність наявного.
Незалежно від наявності великого різноманіття видів моделей і способів їх побудови та постановки на них експериментів усі види моделювання мають ряд загальних рис:
1) переорієнтація процесу наукового дослідження з об'єкта, що цікавить, на деякий проміжний об'єкт - модель;
2) наявність незалежної від суб'єкта дослідження деякої відповідності між моделлю та об'єктом, що моделюється, що в самому загальному вигляді виражається їх структурно-функціональною спільністю;
3) наявність деякої спільності, в певному відношенні, між моделлю та об'єктом, що моделюється (об'єктивна сторона моделювання), і, в той же час, міра та форма даної спільності задаються тією практичною потребою, задоволення якої здійснює дана операція моделювання (практична, суб'єктивна сторона моделювання).
На думку Г.О.Бачинського та М.М. Моісеєва найбільш перспективними для застосування в соціальній екології є такі типи моделювання, як системне та імітаційне. Це пояснюється самою специфікою об'єкта соціоекології та її предмета. Складні динамічні системи, до яких відносяться і соціоекосистеми, доцільно вивчати із застосуванням останніх досягнень сучасної науки та техніки в області обробки інформації - потужних та надпотужних комп'ютерів.
Системне моделювання в сучасній науці визначають як подачу об'єктів різної природи у вигляді систем, що складаються із взаємопов'язаних елементів, у виборі математичної структури, що відображає цю взаємодію, та в дослідженні за допомогою засобів кібернетики.
Імітаційне моделювання - це процес конструювання моделі та постановки на ній експериментів з метою зрозуміти поведінку системи та оцінити (в рамках обмежень, що накладаються певними критеріями чи їх сукупністю) різноманітні стратегії, що забезпечують функціонування даної системи. Як вважає визначний український теоретик соціальної екології Г.О.Бачинський, саме імітаційне моделювання є найкращим інструментом дослідження складних систем, керування якими пов'язане з прийняттям управлінських рішень в умовах невизначеності. У порівнянні з іншими методами моделювання воно дає можливість розглянути більшу кількість альтернативних варіантів, і, тим самим, точніше спрогнозувати наслідки прийняття тих чи інших управлінських рішень, забезпечуючи можливість уникнути небажаних наслідків і підвищити позитивний ефект від рішень, що приймаються. Це робить імітаційне моделювання надзвичайно важливим при дослідженні таких складних об'єктів, як соціоекосистеми, безпосереднє «експериментування» над якими загрожує тяжкими, а іноді й непоправними наслідками.
Все більш широке застосування в соціальній екології методу моделювання пов'язане із створенням формальних систем для відображення еволюції, аналізу крізь призму вірогіднісно-статистичного методу, проблеми взаємовідносин в системі «суспільство-природа». Наростаючі процеси накопичення інформації про характер відносин людини та оточуючого природного середовища в поєднанні з досягненнями кібернетики створюють передумови для наукового управління всією системою.
Моделювання соціально-екологічних процесів розвивалось одразу в кількох напрямках: створення моделей колообігу окремих елементів (вуглекислого газу, кисню, води і т.д.), окремих локальних чи регіональних систем та комплексних глобальних моделей розвитку. До перших найвідоміших глобальних моделей розвитку, що включали в себе також і соціально-екологічні аспекти, традиційно відносять розробки, результати яких відобразились у перших доповідях Римського клубу, підготовлених Дж.Форрестером та Д.Медоузом.
Розроблена Дж.Форрестером модель, відома під назвою WORLD-2, носила досить абстрактний характер. Вчений обрав для аналізу п'ять основних, на його думку, показників глобального розвитку: 1) зростання народонаселення планети; 2) зростання промислового виробництва; 3) приріст сільськогосподарського виробництва; 4) наявні природні ресурси та темпи їх використання; 5) наростання темпів забруднення оточуючого природного середовища. Основний сценарій глобального розвитку розроблений Дж.Форрестером виходив з того, що в майбутньому збереглися б всі основні правила розвитку економіки та характер обмежень, притаманний індустріальному світу. В результаті аналізу створеної ним моделі робився висновок про те, що при збережені існуючих на початку 70-х років тенденцій і умов розвитку людство невідворотно наближається до глобальної катастрофи в найближчому майбутньому (початок XXI ст.).
Незважаючи на досить обмежений набір критеріїв розвитку і досить абстрактний характер створеної моделі, загальний висновок був зроблений правильно: без докорінної перебудови способу існування цивілізації людство не має значних історичних перспектив розвитку. Цей «вирок» людству і помітна недосконалість моделі викликали необхідність більш детального дослідження проблеми. Розроблена Д.Медоузом модель WORLD-3 розглядала вже 12 різних варіантів стратегій глобального розвитку, в яких головним обмеженням було обрано ресурсні межі.
Дещо пізніше для Римського клубу М.Месаровичем та Е.Пестелем була створена модель, яка враховувала неоднорідність економічного розвитку світу і лягла в основу концепції «органічного росту». Як альтернатива їй була запропонована розроблена рядом латиноамериканських вчених на чолі з А.О.Еррерою доповідь «Катастрофа чи нове суспільство? Латиноамериканська світова модель». Поставивши на перший план проблему ліквідації злиднів, її автори зробили висновок про необхідність ліквідації розриву між індустріально розвинутими країнами та країнами, що розвиваються, встановлення між ними нового типу відносин та докорінної перебудови світових відносин.
Незважаючи на певні недоліки означених моделей глобального розвитку, які були швидко і ґрунтовно виявлені радянськими вченими, вони принесли індустріально розвинутим країнам значну користь. Було розгорнуто загальнонаціональні кампанії з економії сировини та енергії, переробку відходів промислового та побутового походження, охорону оточуючого природного середовища. Ці кампанії принесли реальні плоди і для самого суспільства, і для його відносин з природою.
Значного резонансу набуло також моделювання ситуації великомасштабного ядерного конфлікту. У 1983 р. американський астроном К.Саган оприлюднив свій сценарій можливої ядерної війни між Радянським Союзом та США. Він передбачив, що у випадку війни від 5 до 10 тис. мегатонн ядерних зарядів вибухне, в першу чергу, над великими індустріальними центрами Північної півкулі. Крім традиційних уражень від ядерного вибуху, відомих ще з часів Хіросіми та Нагасакі (вибухова хвиля, тепловий удар, радіоімпульс, радіаційне опромінення та забруднення), він звернув увагу на те, що внаслідок кумулятивного ефекту від застосування на обмеженій території одразу кількох надпотужних зарядів виникне явище «вогняного смерчу», відоме з масованих бомбардувань англо-американською авіацією Дрездена в 1945 p., тільки в значно більших масштабах. Величезні маси розігрітого повітря, створивши «вогняні торнадо», піднімуть у верхні шари атмосфери величезну кількість найдрібніших часточок сажі та пилу. Це призведе до різкого зменшення здатності атмосфери пропускати сонячне проміння до поверхні Землі, різкого зниження температури на поверхні планети та появи «ядерної ночі» та «ядерної зими».
Цей сценарій було досліджено групою радянських учених на чолі з академіком М.М.Моісеєвим на створеній ними математичній моделі клімату нашої планети під назвою «Гея» з метою оцінити кліматичні та біотичні наслідки можливої ядерної війни. Ними було зроблено висновок, що величезні об'єми сажі та пилу, досягши верхніх шарів атмосфери, затримаються там на тривалий час і поступово огорнуть усю планету. Поверхня Землі стане недоступною для сонячного проміння, яке лежить в основі всіх енергетичних ланцюгів біосфери. Розрахунки показали, що температура на поверхні планети впаде на 15-17 градусів, а в деяких місцях і на 30, 40 і навіть 50 у порівнянні з нормою. Внаслідок цього замерзнуть всі джерела прісної води, зникнуть практично вся зелена рослинність та всі тварини. Поступове просвітлення атмосфери і підвищення температури зможе початись лише через кілька місяців. Людство навряд чи зможе пережити такий розвиток подій, а серед тих, хто виживе, вже не буде сенсу шукати переможців чи переможених.
Подібні висновки, підкріплені точними науковими розрахунками, мали великий вплив на політиків, які були змушені відмовитись від гонки ядерних озброєнь і перейти до реального роззброєння. Тим самим розроблена математична модель клімату «Гея» дала змогу, без проведення натурного експерименту, довести повну безглуздість повномасштабної ракетно-ядерної війни і убезпечила систему «суспільство-природа» від небажаних наслідків антропогенної мілітарної діяльності.
В останні роки значний резонанс отримало проведення наукових експериментів на створених в США моделях Біосфера-1 та Біосфера-2. Вчені, змоделювавши у відносно ізольованому просторі основні кліматичні зони Землі (пустелю, тропічний ліс, морське узбережжя і т.п.), намагались дослідити їх енергетичну та речовинну взаємодію та місце людини в цих процесах.
Змодельовані колообіги озоноруйнуючих речовин, що виділяються в результаті промислової діяльності, дозволили прийняти в рамках міжнародного товариства ряд документів, що мають на меті поступово скоротити, а потім і повністю заборонити їх використання. Дані дослідження, що проводяться, відзначили певне сповільнення процесів руйнування озонового шару з другої половини 90-х років і дозволяють стверджувати про правильність обраного шляху. «Озонова діра» над Антарктидою починає поступово зменшуватись і, за розрахунками, може повністю зникнути на початку 20-х років XXI ст.
Незважаючи на певні відмінності у побудові вищеозначених глобальних моделей, які враховують в тій чи іншій мірі соціально-екологічні аспекти, всі вони мають і дещо спільне. Центральним в комплексі питань, пов'язаних з моделюванням соціально-екологічних процесів, є питання моделювання процесів глобального розвитку біосфери на основі розробленої В.І.Вернадським концепції та впливу наслідків людської діяльності. Головною метою соціально-екологічного моделювання є отримання максимально адекватної інформації про взаємодію суспільства та природи, яка б могла бути покладена в основу управління розвитком соціоекосистем.
Головна мета для своєї реалізації вимагає вирішення ряду основних завдань соціально-екологічного моделювання, які, базуючись на класифікації Г.О.Бачинського, можна було б представити так:
1) виявити структуру соціоекосистем та закономірності їх функціонувапння, особливості взаємодії їх природних та соціально-економічних компонентів;
2) визначити основні параметри динамічної рівноваги (гомеостазу) та оптимального стану кожної конкретно досліджуваної соціоекосистеми;
3) встановити міру наближення соціоекосистем до граничної межі, за якою починаються незворотні процеси їх розпаду;
4) прогнозувати розвиток соціоекосистем при різноманітних стратегіях антропогенного впливу;
5) визначити оптимальну функціональну структуру досліджуваної соціоекосистеми, що забезпечує оптимальний режим природокористування та функціонування кожної конкретної соціоекосистеми;
6) вибирати оптимальну стратегію соціально-економічного розвитку досліджуваних соціоекосистем;
7) сприяти оптимізації управління розвитком соціоекосистем, прийняттю максимально адекватних управлінських рішень.
Головна мета соціально-екологічного моделювання, його основні завдання, особливості, що випливають з характеру предмета соціальної екології, визначають також і основні принципи соціально-екологічного моделювання:
1. Єдність формального та змістовного моментів та аспектів соціально-екологічного моделювання при першорядності змістовного моменту.
2. Єдність глобального та деталізованого підходів при побудові моделей, які враховують питання взаємовідносин суспільства та природи;
3. Єдність аксіологічною та гносеологічного підходів при створенні моделей, проведенні на них експериментів, обробці отриманої соціально-екологічної інформації та формулюванні висновків.
У цілому соціально-екологічне моделювання можна визначити як один з основних методів соціальної екології, як метод практичного чи теоретичного опосередкування певної соціоекосистеми, в ході якого досліджується безпосередньо не сам об'єкт, іцо пас цікавить, а деяка проміжна система, природна чи штучна, що знаходиться в певній об'єктивній відповідності з соціально-екологічною системою, що пізнається і може на певних етапах заміщати цей об'єкт, здатна, врешті-решт, давати інформацію про об'єкт, що нас цікавить.
Другим основним методом прикладної соціальної екології є соціально-екологічне прогнозування. Під прогнозуванням розуміється метод побудови прогнозу - вірогіднішого знання про явища майбутнього, а також про способи їх досягнення, чи, навпаки, про можливі шляхи запобігання тим чи іншим негативним наслідкам. Воно застосовується для науково обґрунтованих тверджень про майбутнє, для підвищення ефективності управлінських рішень у різних сферах людської життєдіяльності.
Виняткова важливість для соціальної екології методу прогнозування зумовлюється самою метою цієї науки - дати знання не лише про причини нинішнього стану взаємовідносин суспільства та природи, а, саме головне, знайти шляхи досягнення гармонії людини та оточуючого природного середовища, зберегти умови біологічного існування людини. Характерною особливістю екологічного знання є його випереджальний характер, який покликаний забезпечити уникнення глобальної екологічної катастрофи.
Як зазначає В.Д.Комаров, вищим, підсумковим способом поєднання теорії з практикою в процесі дій, що перетворюють життя суспільства та природи, є управління всією суб'єктно-об'єктною панорамою, в ході якого різноманітні системи переводяться з більш вірогідного, але менш бажаного стану, в більш прогресивний, але менш вірогідний (з ентропійної позиції) стан. Саме це і передбачає соціально-екологічне прогнозування.
Гносеологічною основою соціально-екологічного прогнозування є теорія та закони соціоекології. Базуючись на них як на узагальненому досвіді, здобутому людством за всю історію його взаємодії з природним середовищем та відповідним чином обробленому, проаналізованому і систематизованому, вчені отримують можливість не лише передбачати майбутні стани системи «суспільство-природа», а й, зрозумівши їх причини, знайти шляхи досягнення бажаного.
За твердженням О.М.Гончаренка, соціально-екологічний прогноз повинен мати не статичний, а динамічний характер. Він повинен адаптуватись до постійних змін в соціоекосистемах, враховувати їх, випереджати можливі негативні наслідки втручання людини в механізми підтримки динамічної рівноваги біосфери та збереження її основних функціональних характеристик.
Важливо також вказати, як це робить О.С.Степановських, на основні принципи прогнозування в природокористуванні:
1. Системний принцип, що передбачає нерозривність прогнозування в часі і просторі на основі аналізу, врахування чинників, що визначають екологічний розвиток. Системність вимагає взаємозв'язку і взаємозумовленості методів, ієрархічних рівнів, етапності, послідовності, черговості.
2. Принцип об'єктивності, наукової обґрунтованості.
3. Принцип збігу, підтвердження, адекватності. Передбачає збіг теоретичних моделей (імітація) із практичними проявами.
4. Варіантність, альтернативність - подання альтернативних варіантів як впливів запропонованих рішень, так і очікуваних наслідків.
Достовірність прогнозування процесів взаємовідносин в системі «суспільство-природа» досягається:
ü на основі знання соціально-екологічних законів, які описують закономірності даної взаємодії;
ü при врахуванні, в першу чергу, закономірностей економічних та технологічних процесів, оскільки людство виступає провідним складовим елементом даної системи і саме спосіб організації природоперетворюючої людської діяльності є визначальним для характеру взаємодії суспільства і природи та її наслідків.
На думку В.Д.Комарова, проблему соціально-екологічного прогнозування необхідно розглядати не лише як розвиток людини, як компоненту біосфери, а й як взаємодію суспільства з усім природним середовищем. У той же час необхідно усвідомлювати, що біосфера є управляючим ядром вказаного середовища в земних умовах.
Надзвичайно важливим аспектом соціально-екологічного прогнозування є ціннісний. Адже існує пряма залежність між пануючими в суспільстві соціальними та екологічними цінностями, в яких концентрується ставлення до природного середовища. Саме цим пояснюється перша реакція вчених країн «реального соціалізму» на соціально-екологічні прогнози, викладені в перших доповідях Римського клубу. Визнаючи можливість та невідворотність екологічної кризи в «капіталістичних країнах з хижацькою експлуататорською економікою», вони практично не припускали такої можливості щодо своїх власних країн, говорячи про «потенційні переваги соціалістичної соціально-політичної системи в області природокористування», що базуються на перевагах планової централізованої економіки. Лише з початком так званої перебудови почали з'являтись соціально-екологічні прогнози, що не мали такого бездумно оптимістичного характеру.
Як зазначає російський вчений, академік П.М.Федосеев, передбачення екологічних наслідків суспільної діяльності людей, можливих майбутніх змін у взаємовідносинах суспільства та природи, а також свідомий контроль за цими взаємовідносинами і управління ними є важливими соціальними завданнями. Жодна з існуючих соціально-економічних систем не може зараз безкарно ігнорувати сучасну екологічну ситуацію, не приводити у відповідність власні цінності з глобальними екологічними проблемами.
Головною метою соціально-екологічного прогнозування є визначення можливих варіантів розвитку взаємовідносин людини і природного середовища та засобів досягнення гармонії в системі «суспільство-природа».
Головна мета визначила і основні функції соціально-екологічного прогнозування:
1) визначити граничні стани соціоекосистем, межі які не можна переходити у впливі на оточуюче середовище, за якими починається незворотне руйнування механізмів саморегуляції природних систем;
2) сформулювати проблемну картину майбутнього у взаємовідносинах суспільства з оточуючим природним середовищем, тобто тих труднощів, з якими може зіткнутися людина у взаємодії з природою в майбутньому;
3) дати найбільш повний перелік альтернатив у розвитку локальних, регіональних та глобальної соціоекосистем, побудувати моделі можливого майбутнього;
4) сформулювати набір альтернативних цілей розвитку людської цивілізації, які б враховували не лише безпосередні потреби суспільства, а й «запити» природи.
О.С.Степановських зазначає також, що результати соціально-екологічного прогнозування можуть бути використані в певних напрямках для досягнення таких цілей:
ü обґрунтування, науковий аналіз перспективних напрямків, довгострокових програм раціонального природокористування; встановлення об'єктивних зв'язків у процесах соціально-економічного розвитку і задоволення потреб у природних ресурсах;
ü обґрунтування чинниками природокористування альтернативних варіантів соціально-економічного розвитку;
ü обґрунтування перспективного використання природно-ресурсного потенціалу планети, країни, регіонів.
Прогнозування розвитку соціально-екологічних систем можливе за допомогою системного підходу та соціально-екологічного моделювання на основі принципів соціальної екології. Наукове прогнозування в такому вигляді може стати дійсною основою для планування та управління природними ресурсами людства, всією глобальною соціоекосистемою.
В сучасній науці виділяють такі головні напрямки соціально-екологічного прогнозування:
1. Пошуковий, що виходить з наявної ситуації у взаємовідносинах суспільства та природи і відслідковує можливі шляхи розвитку до майбутнього стану сопіоекосистем. Прикладом можуть слугувати прогнози глобального розвитку, створені на основі вищеописаних моделей WORLD-2 та WORLD-3, в яких за допомогою екстраполяції існуючих тенденцій робились висновки щодо можливого майбутнього людства.
2. Нормативний, який веде назад від нормативно оцінених майбутніх станів системи «суспільство-природа» до сучасних дій по досягненню бажаних результатів і передбачає визначення необхідних механізмів для їх реалізації. Прикладом такого прогнозування може бути прогноз, розроблений щодо ліквідації «озонової діри» в атмосфері нашої планети, який, взявши за основу кліматичні моделі, визначивши мету - ліквідація «озонової діри», вказав на необхідність розробки та реалізації комплексу глобальних заходів по вирішенню даної проблеми. Останні дослідження стану верхніх шарів атмосфери над Антарктидою продемонстрували слушність даного прогнозу та дієвість вжитих заходів.
Типологія соціально-екологічних прогнозів може бути представлена за допомогою часового та просторового критеріїв.
За часом їх прийнято поділяти на короткотермінові (до одного року), середньотермінові (до п'яти років), довготермінові (на десять і більше років) та наддовготермінові (на п'ятдесят і більше років), за масштабом (територією, простором, щодо якого робиться прогноз) - на локальні, регіональні та глобальні.
Соціально-екологічне прогнозування, як один з основних методів прикладної соціальної екології, ставить перед собою задачу передбачити можливу поведінку природних систем, зумовлену як природними процесами, так і впливом на них людини, віднайти такі стратегії соціально-економічного розвитку соціальних систем, які б, щонайменше, не призводили до критичних навантажень на природні системи і не ставили під загрозу природні умови існування людини.
В цілому соціально-екологічний прогноз - це отримане в рамках соціально-екологічної теорії вірогіднісне знання про майбутні характеристики і стани соціоекосистем, а також виявлені оціночним шляхом умови досягнення бажаного стану цих систем.