Перспективы глобального мониторинга

На Стокгольмской конференции по окружающей среде в 1972 г. было решено под мониторингом понимать комплексную систему наблюдения, оценки и прогноза состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов.

Проблемы экологического мониторинга особенно важны на глобальном уровне. На практике цели глобального мониторинга определяются в ходе международного сотрудничества в рамках различных международных проектов, совещаний, деклараций.

Выделяют глобальный и локальный уровни мониторинга. Измерения по отдельным территориям могут происходить в рамках государственных исследовательских программ - в этом случае речь идет о национальном мониторинге.

Потребность в расширении понятия «природоохранные исследования» привела к созданию в 1972 г. на Стокгольмской конференции по окружающей среде международной програм-мы, получившей название ГСИОС (Глобальная система информации об окружающей среде). Ее основными проблемами являются: влияние загрязнения воздуха на здоровье людей в городах, качество воды на Земном шаре, качество пищевых продуктов; распространение потоков загрязненного воздуха в Европе, региональная программа наблюдения за кислотными дождями; климатические наблюдения, связанные с измерениями качества воздуха, исследование данных об исторических климатологических изменениях, мировой тепловой баланс; состояние океана, особенно у его морских границ, переход к исследованию открытого океана; исследование возобновляемых естественных ресурсов с учетом разрушения почв, исчезновения тропических лесов, вымирания растений и животных. Данные, получаемые по программе ГСИОС, охватывают землю, воздушное пространство и космос.

Появление спутниковых средств создало техническую основу для мониторинга окружающей среды. Ю. А.Израэль считает, что при его организации роль интегральных признаков, характеристик экологических систем, осредненных в больших масштабах (в пространстве и во времени), становится исключительной; при этом важное место должно отводиться дистанционным методам, способным непосредственно представлять данные по крупномасштабным изменениям.

Главная опасность при разработке системы мониторинга состоит в том, что из-за большого объема информации могут появиться ошибки ее систематизации, которые приведут к неправильной интерпретации данных и соответственно к неправильным решениям по изменению воздействия на окружающую среду. Поэтому разработка системы мониторинга сопряжена с исследованием организованности биосферы и классификацией ее составляющих и происходящих в ней процессов. Представленная таким образом информация в сжатом виде отражает исходные данные для этой сложной и важной разработки.

Д.Н. Сабуров и Е.А. Востокова считают, что в структуру системы мониторинга должны входить: а) сеть наземных станций; б) система дистанционного слежения; в) центр сбора, хранения и обработки данных; г) служба научного обеспечения мониторинга(рис. 7.2). Целью системы дистанционного слежения должна быть экстраполяция данных наземных станций на всю контролируемую территорию. Дистанционный контроль предлагается разделить на периодический (для обновления тематических карт с периодичностью 1-5 лет) и оперативный (для наблюдения быстропротекающих процессов: динамики снежного покрова и ледников, развития пожаров и др.). При оперативном контроле могут составляться «дежурные» карты и сопровождающие их сводки с периодом от 1 дня до 1 месяца. На основе «дежурных» карт могут разрабатываться прогнозы на срок до 1 года. Для обновления карт предложены исходные, «базовые» тематические карты пяти серий: 1) серия карт природного потенциала (ландшафтная, геологическая, тектоническая, полезных ископаемых, восстановленного растительного покрова и т. д.); 2) серия карт современного состояния природной среды; 3) серия оценочных карт; 4) серия прогнозных карт; 5) карта или серия карт мероприятий по рациональному природопользованию. При оперативном контроле могут использоваться карты двух типов:

1) карты состояния хозяйственно важных объектов или природных процессов и явлений; 2) карты изменений состояния и площадей объектов.

Рис. 7.2. Схема организации комплексных разноуровневых измерений загрязнения окружающей среды

Одним из наиболее перспективных направлений обследования значительных по размерам участков земной и морской поверхности является использование радиолокационных -(РЛС) и радиотеплолокационных (РТЛС) систем дистанционного зондирования. При этом более эффективно применение РЛС, устанавливаемых на высотных самолетах и космических аппаратах (КА), поскольку они способны обеспечивать обзор практически любого участка земной и водной поверхности, вне зависимости от временных и погодных факторов с высокой разрешающей способностью.

В сфере решения проблем жизнеобеспечения и безопасности среды обитания более 25 лет ведет исследования и аэрогеофизические съемки государственное научно-производственное объединение «Аэрогеофизика».

Для проведения съемок используются разнообразные самолеты и вертолеты. Это позволяет проводить данные работы в любых условиях по всему миру. Исследования проводятся методами магнитометрии, аэрогамма-спектрометрической, индуктивной аэроэлектроразведки, аэрозольной, газовой и тепловой инфракрасной (ИК) аэросъемками.

Используются оригинальные собственные технологии, современная компьютерная методика сбора, хранения и обработки информации. Осуществляется интеграция данных в любые геоинформационные системы.

Тепловая ИК аэросъемка выполняется с использованием тепловизионной сканирующей системы высокого разрешения «ИКАР-002» (разработка «Аэрогеофизики»). Необходимо отметить, что тепловая инфракрасная аэрофотосъемка с высокой эффективностью, пожалуй, не имеющая аналогов, позволяет осуществлять поиск пятен нефтяного загрязнения акватории в районах нефтедобычи, в зонах активного движения танкеров и возможного сброса балластных вод, в районах крупных портов или в случаях аварий и катастроф, сопровождающихся утечкой нефтепродуктов. В отличие от визуальных методов картографирования таких загрязнений ИК аэросъемка выделяет даже очень слабые загрязнения.