В зависимости от величины упреждаемого периода прогнозы состояния окружающей среды, как и другие виды прогнозов, делят на долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные. Особенностью прогнозирования состояния окружающей среды являются прогнозы, которые дают не на конкретный промежуток времени, а на конкретную ситуацию, которая может возникнуть в будущем.
По масштабу исследования все прогнозы можно подразделить на:
- глобальные, охватывающие всю географическую оболочку или крупнейшие ее части, например, северное или южное полушарие;
- региональные – многочисленная группа прогнозов для отдельных стран – чаще всего это анализ вероятностных последствий воздействия промышленного или иного объекта на окружающую среду.
Прогнозы состояния окружающей природной среды, как правило, охватывают множество объектов, и лишь в некоторых случаях могут быть отнесены к одному объекту или нескольким объектам соизмеримых масштабов.
На достоверность прогноза состояния окружающей природной среды оказывает существенное влияние выбор метода прогнозирования. Существует три основных метода прогнозирования: метод экспертной оценки, экстраполяции и моделирования.
Метод прогнозирования на основе экспертных оценок относится к числу наиболее разработанных. В основе метода лежит система получения и специализированной обработки прогностических оценок объекта мониторинга путем целенаправленного опроса высококвалифицированных специалистов-экспертов в узких областях науки, техники и производства.
Методы экстраполяции применяют выборочно, в основном для составления краткосрочных прогнозов. Они основаны на изучении количественных и качественных показателей исследуемого природного объекта за ряд предшествующих лет с последующим приложением выявленной тенденции их изменения к прогнозируемому периоду. Данные методы применимы в том случае, когда развитие ситуации в течении длительного времени происходит без значительных скачкообразных изменений.
Методы моделирования пользуются в настоящее наибольшей популярностью, т.к. применяются для составления самых разнообразных прогнозов. Существуют методы физического и математического моделирования, последние находят гораздо большее применение вследствие более широких возможностей. При создании прогностической модели требуется выполнение трех основных условий:
1) выявление факторов, имеющих существенное значение для предсказания будущего состояния окружающей среды;
2) определение действительного отношения факторов к прогнозируемому явлению (выявление формы взаимосвязи);
3) разработка алгоритма и программы.
Практически все глобальные прогнозы загрязнения воды и воздуха построены с помощью методов математического моделирования, причем модели все более усложняются и с увеличением объема информации все шире используются компьютеры. Однако, какой бы сложной ни была модель, она всегда упрощает объект, поэтому особенно успешно методы математического моделирования используют для прогнозирования состояния отдельных компонентов природной среды.
При прогнозировании экологических последствий антропогенного загрязнения природной среды модели удобно подразделять на:
- модели переноса и превращения загрязняющих веществ в окружающей среде (географические модели);
- модели изменения состояния экосистемы под влиянием загрязнения (экологические модели).
Глобальные и региональные модели загрязнения природных сред позволяют прогнозировать изменение состояния природных геофизических сред с учетом процессов переноса, перехода загрязняющих веществ из одной среды в другую, их накопления, а также физической, химической и биологической трансформации и деструкции.
Процесс прогнозирования сдерживается целым рядом обстоятельств. Прежде всего, нужно учитывать, что в любых реальных природных процессах присутствуют три составляющие:
- детерминированная, которая поддается точному расчету на период, достаточный для целей прогнозирования;
- вероятностная, которая выявляется в процессе изучения прогнозируемого объекта или явления, причем точность предсказания во многом зависит от успешного выявления закономерностей развития процесса;
- случайная, которая при современном уровне знаний практически не поддается предсказанию.
Специфика прогнозирования состояния окружающей среды заключается в том, что в подавляющем большинстве случаев приходится сталкиваться с вероятностными и случайными составляющими процессов развития, что приближает качество прогнозов к уровню гипотез (в наибольшей степени это относится к глобальным прогнозам). Кроме того, при составлении прогнозов приходится сталкиваться как с естественными, так и с социально-экономическими процессами. Их точный совместный учет, а тем более прогнозирование представляют чрезвычайно сложную методологическую задачу.
Из всего сказанного следует, что необходимо совершенствовать существующие методы прогнозирования, усложнять модели, а также уточнять информационную систему.
