Гидрометеорологическая безопасность и устойчивое развитие экономики России для обслуживания потребителей: результаты статистического анализа опасных условий погоды

От решений, которые принимаются в различных странах на основе предоставляемой гидрометеорологической информации и аналитических обобщений по климату, ежедневно зависит жизнь и экономическое благосостояние миллионов людей во всем мире. Этот неоспоримый факт, чему свидетельствуют многочисленные исследования [1-3, 5, 6, 9, 10, 12, 15-21, 23], демонстрирует высокую роль национальных гидрометеорологических служб (НГМС) в устойчивом развитии экономики и общества в целом.

Особенно это проявляется в тех случаях, когда неблагоприятные условия погоды (НУП) и опасные гидрометеорологические явления (ОЯ) воздействуют на население и экономику. Как показывают научные исследования и действительная реальность, такое воздействие часто оказывается существенным [1, 2, 5-7, 10, 17-21 и др.].

Если говорить о мировой экономике в целом то можно отметить, что экономические потери от воздействия гидрометеорологических явлений в начале ХХI века составляют более 100 млрд. долл. США в год. Следует отметить, что эти потери постоянно нарастают. Это свидетельствует о том, что испытание общества стихией еще впереди.

Отмеченная тенденция существенного влияния гидрометеорологических условий на экономику подтверждается и в России. При этом известные на сегодня изменения климатических условий и крайне опасные проявления погоды ставят экономику страны в существенную зависимость от условий погоды. Экономика России во всем многообразии деятельности не только подвержена воздействию опасных гидрометеорологических условий, но и входит в климатический период растущего метеорологического риска. Потери по гидрометеорологическим причинам продолжают расти, характеризуются более широким охватом территорий.

Это – объективный фактор растущей зависимости экономики от гидрометеорологических условий. По различным оценкам, которые проводились в России, ежегодный ущерб от воздействия опасных гидрометеорологических явлений и неблагоприятных условий погоды на территории России составляет не менее 30-60 млрд. рублей в год (1-2 млрд. долл. США) [22]. Это, в частности, свидетельствует, что вся социальная и экономическая сфера страны находится в режиме постоянного испытания от неблагоприятных условий погоды и опасных гидрометеорологических явлений.

Потребности в действенных мерах по уменьшению негативных последствий стихийных бедствий и, в частности, опасных гидрометеорологических явлений отчетливо указывают на необходимость системного исследования угрозы их возникновения и уязвимости каждого региона России от их последствий при разработке региональных программ, стратегий и планов развития. Это важно для предотвращения дальнейших потерь в экономическом и социальном развитии из-за стихийных бедствий различного масштаба.

На территории России, обладающей чрезвычайно большим разнообразием климатических условий, встречаются более 30 видов ОЯ, за которыми Росгидромет ведет регулярные наблюдения с целью их обнаружения и прогнозирования. К ним относятся те явления, интенсивность которых превышает критические значения, установленные для данного района или сезона (типовой перечень ОЯ приведен в [14]). Эти явления фиксируются гидрометеорологическими станциями, как при самостоятельном их проявлении, так и в определенных обусловленных природой сочетаниях друг с другом.

Целесообразно отметить, что гидрометеорологические станции фиксируют ОЯ в соответствии с утвержденными критериями без учета последствий их воздействия на экономику и население. Эти данные собираются и хранятся в Государственном фонде данных в ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» на техническом носителе (ранее на магнитных лентах, в настоящее время хранение гидрометеорологических данных, включая данные об ОЯ, производится на современных носителях прямого доступа). В ГУ ВНИИГМИ-МЦД ведется работа по выборке данных об ОЯ из основного архива, добавления явлений нанесших ущерб, таким образом, формируется объединенный специализированный массив о наблюдавшихся опасных явлениях. Тем самым, такой постанционный массив данных об ОЯ, построенный в соответствии с критериями и гидрометеорологическими характеристиками, при достижении которых нанесен ущерб, является официальным массивом Росгидромета.
Более подробно о базах данных изложено в [4].

Хранение гидрометеорологических данных на техническом носителе позволяет сделать выборку и создать специализированные базы данных по конкретным видам опасных явлений определенной территории или создать специализированные климатические ряды, в зависимости от решаемой задачи. В исследованиях взаимосвязи экстремальных и опасных явлений, используются чаще всего именно климатические ряды.
Следует отметить некоторые трудности, которые возникают при использовании этих данных [11].

Во-первых, некоторые ОЯ в слабо освещенных в метеорологическом отношении районах, пропускаются наблюдателями («проскакивают» между станциями).
Во-вторых, в ряде случаев трудно определить одно и то же или два разных явления наблюдались на двух соседних станциях. В результате климатические характеристики по повторяемости ОЯ на станциях нельзя обобщить по району (территории).
В третьих, критерии ОЯ многократно менялись, что приводит к неоднородности климатических рядов.

Два последних замечания, как показывает практика исследований, устранимы. Наиболее существенным является первое замечание.

Опасные явления, особенно метеорологические, пропускаются наблюдателями не только в слабо освещенных в метеорологическом отношении районах, но и при проявлении локальных (местных) метеорологических явлений, которые не фиксируются наблюдателями на метеорологических станциях. Особенно это проявляется при возникновении трудно прогнозируемых конвективных явлений. В этом случае для повышения оправдываемости прогнозов конвективных явлений необходимы детальные данные, которые можно получить с метеорологических радаров. Однако и они, как показывает практическая деятельность, например США, Канады и Польши, не гарантируют пропуск опасного конвективного явления синоптиком.

Пропуск наблюдателя, когда опасное явление проходит между станциями, может быть восполнен только в том случае, если это явление (или комплекс явлений) наносит экономические потери. Однако не все опасные явления по тем или иным причинам приводят к социально-экономическим потерям. Поэтому в настоящее время эти явления остаются незафиксированными.

«Проскакивание» между станциями опасных явлений – достаточно редкая ситуация. Детальный анализ имеющихся статистических данных по Европейской территории России за 2000-2004 годы показывает, что такая ситуация возникала два раза в мае 2003 года. Это можно увидеть из рисунка 1.

Гидрометеорологическими станциями Южного Федерального округа было зафиксировано одно опасное явление в соответствии с имеющимися критериями. В то же время три метеорологических явлений нанесли экономические потери. Так, например, 29 мая 2003 года в поселке Алексеевский Волгоградской области прошел град диаметром 50 мм. Данное локальное явление не было предусмотрено прогнозом. В результате был нанесен ущерб в размере 12,5 млн. рублей.

Поскольку вблизи поселка метеорологическая станция отсутствует, то это явление было пропущено наблюдателем и не попало в массив данных Государственного фонда данных. Однако оно было зафиксировано Волгоградским ЦГМС, что позволило включить его в специализированную базу сведений.

Приведенный пример демонстрирует, что необходимо избирательное обобщение сведений с целью использования результатов их анализа при определении численных значений критериев, влияния условий погоды на экономику, а также эффективности основных направлений и критериев развития гидрометеорологического обеспечения потребителей.

Рис. 1 - Годовой ход числа опасных явлений в 2003 году на ЕТР,
зафиксированных на станциях в соответствии с критериями ОЯ (ряд 1)
и опасных явлений, нанесших экономические потери (ряд 2)

Для выявления ситуаций, когда опасное явление «проскакивает» между станциями, а самое главное для решения целого комплекса других задач, которые не связаны с изучением климатической повторяемости ОЯ как природного явления, привело к необходимости создания и ведения специализированной базы сведений. Это обусловлено также частой повторяемости опасных явлений на территории России, которые наносят существенные социально-экономические потери.

В настоящее время в ГУ «ВНИИГМИ-МЦД» ведется специализированный массив сведений, в основу формирования и ведения которого положен следующий принцип: в массив сведений включаются все те неблагоприятные и опасные условия погоды и явления, которые наносят социальный и экономический ущерб. Другими словами, за основу берутся не только критерии опасных гидрометеорологических явлений, а также наличие социального и/или экономического ущерба.

Хотя имеющийся в настоящее время в Росгидромете массив и назван «массивом сведений об ОЯ», он включает в себя не только те явления, которые по определению (по критериям) попадают под понятие опасных гидрометеорологических явлений, но также и те условия погоды и явления, которые по определению попадают под понятие неблагоприятных условий погоды. Более того, в нее не включаются явления и условия погоды, которые достигли критических значений или характеристик гидрометеорологических величин, но не нанесли никакого ущерба, т.е. не было экономических потерь.

Выбранный подход позволил включить в массив сведений не только гидрометеорологические характеристики, но также сведения об экономических потерях. Кроме этого включается другая социальная информация, как, например, меры помощи, принятые защитные меры или меры по ликвидации. В настоящее время в массив сведений включены все опасные явления и неблагоприятные условия погоды, нанесшие экономические и социальные потери за 1991-сентябрь 2009 года.

Информация об опасных явлениях, подготовленная по такой схеме, обобщается и систематизируется по многим аспектам. Аналитические обобщения являются основой для: оценки метеорологического риска проявления ОЯ на различных территориях; принятия обоснованных решений по обеспечению гидрометеорологической безопасности, защите населения и территорий от ОЯ; анализа эффективности мероприятий, направленных на снижение размера ущерба от ОЯ, в том числе анализа системы прогнозирования и ее совершенствования и развития, и т.д.

Так, например, на рисунке 2 приведено распределение суммарного числа случаев опасных гидрометеорологических явлений и неблагоприятных условий погоды по годам за 1991-2008 гг., нанесшие социальные и экономические потери. Из рисунка следует, что на территории России фактически каждый день в году где-либо отмечается опасное гидрометеорологическое явление. Особенно это проявилось в 2007 году, когда было зарегистрировано 435 опасных явлений и неблагоприятных условий погоды. Особую тревогу вызывает концентрация опасной погоды, охватывающей отдельные регионы России (например, как следует из статистики, Северо-Кавказский регион, Читинская обл., Алтайский край, Кемеровская обл. и др.).

Рис. 2 - Распределение суммарного числа случаев опасных гидрометеорологических явлений и комплексов неблагоприятных метеорологических явлений по годам за 1991-2008 гг., нанесшие социальные и экономические потери

На рисунке видна тенденция роста числа опасных гидрометеорологических явлений и комплексов неблагоприятных метеорологических явлений, нанесших социальные и экономические потери за последние 18 лет. При этом статистика показывает, что ежегодный прирост, в среднем, составляет 14-15 случаев.

Более 70% ОЯ и неблагоприятные условия погоды, нанесшие социальные и экономические потери, приходится на теплый период (апрель-октябрь) года, когда активизируются конвективные явления (рис. 3). Именно в этот период отмечается основная тенденция роста числа случаев ОЯ и НУП. Ежегодный прирост количества ОЯ и НУП в теплый период в среднем составляет 13 явлений в год.

Рис. 3 - Распределение суммарного числа случаев ОЯ и НУП (по периодам года) за 1991-2008 гг.

На рисунке 4 показан годовой ход среднемесячного числа ОЯ и НУП за 18-летний период. Годовой ход среднемесячного числа опасных явлений и неблагоприятных условий погоды имеет явно выраженный синусоидальный характер. Минимумы приходятся на март и октябрь. Это, по мнению авторов, связано с началом перестройки атмосферных процессов от зимнего режима к летнему в марте и, наоборот, от летнего режима к зимнему в октябре.

Распределение суммарного числа ОЯ и НУП по видам представлено на рис. 5. Из рисунка видно, что 27,7% всех ОЯ и НУП приходится на первую группу из пяти явлений – сильный ветер, ураган, шквал, смерч, пыльные бури. 25,4% всех ОЯ и НУП приходится на третью группу явлений – сильный дождь, продолжительный дождь, ливень, град, гроза. При этом явления этих двух групп наиболее трудно прогнозируемы (оправдываемость прогнозов составляет 83% и 76% соответственно).

В любой стране, в том числе и в России, производственная и техногенная сфера в целом исторически формируется в тех внешних условиях, которые им естественным образом определила природа. Однако природная среда, реализуясь через условия погоды, ужесточает свое влияние на общество, что проявляется в виде роста числа ОЯ и НУП (рис. 2), нанесших социальный и экономический ущерб, и интенсивности их проявления. При этом ужесточение влияния природной среды на общество распространяется на все сферы его жизнедеятельности (экономическую и социальную).

Рис. 4 - Годовой ход среднемесячного числа ОЯ и НУП за 18-летний период



Рис. 5 - Доля числа случаев ОЯ и НУП (по видам опасных явлений) за 1991-2008 гг.

1 – сильный ветер, ураган, шквал, смерч, пыльные бури
2 – сильная метель, сильный снег, налипание мокрого снега, гололед, гололедица
3 – сильный дождь, продолжительный дождь, ливень, град, гроза
4 – мороз, заморозки, сильная жара, резкое повышение/понижение температуры
5 – весеннее половодье, дождевой паводок, наводнение, нагонные явления
6 – лавина, сель
7 – засуха атмосферная/почвенная, суховей
8 – чрезвычайная пожарная опасность
9 – сильный туман, тягун, сильное волнение и др.

Уровень уязвимости, выражаемый в масштабах экономических потерь от воздействия ОЯ и НУП, обусловлен, прежде всего, подверженностью и чувствительностью производственного или хозяйственного объекта (территории) в условиях нарастающей климатической неустойчивости и зависимости от условий погоды. Эти показатели уязвимости (изменчивость условий погоды и риск воздействия на население и экономику) подвергаются тщательному научному и производственному анализу.

Так, например, проведенные исследования показывают, что особенно уязвима экономическая сфера, особенно такие отрасли как: сельское хозяйство, транспорт, энергетика, жилищно-коммунальное хозяйство (рис. 6).

Рис. 6 - Распределение числа случаев ОЯ и НУП в России за 1991–2008 гг.,
нанесших потери различным отраслям экономики и населению

Ужесточение влияния природной среды на общество, которое распространяется на все сферы его жизнедеятельности (экономическую и социальную), сформировало глобальную проблему: как обеспечить гидрометеорологическую безопасность страны? При этом, гидрометеорологическая безопасность должна определяться как степень защищенности экономики, населения и жизненно важных интересов человека от возможного негативного воздействия ОЯ, НУП и экстремальных изменений климата и их последствий (определена Федеральным Законом РФ "О гидрометеорологической службе" № 113-ФЗ от 19 июля 1998 г. в редакции Федерального Закона РФ № 21-ФЗ от 2 февраля 2006 г.).

В условиях ужесточения влияния природной среды на общество производственно-хозяйственные объекты (как потребители гидрометеорологической информации, особенно прогностической) вынуждены полностью принять доктрину оптимальной адаптации к ожидаемым условиям погоды. Именно оптимальная адаптация, а значит оптимальное (экономически эффективное) использование гидрометеорологической информации, позволяет максимально снизить возможные воздействия гидрометеорологических условий, а значит, и экономические потери.


Авторы
А.А. Коршунов, М.З. Шаймарданов, И.Л. Шаймарданова
E-mail: korshunov@meteo.ru
ВНИИГМИ-МЦД


Литература

1. Бедрицкий А.И. Влияние погоды и климата на устойчивость и развитие экономики // Бюллетень ВМО. 1999. Т. 48, № 2. С. 215-222.
2. Бедрицкий А.И., Коршунов А.А., Шаймарданов М.З. Опасные гидрометеорологические явления и их влияние на экономику России. Обнинск, 2001.36 с.
3. Бедрицкий А.И., Коршунов А.А., Хандожко Л.А., Шаймарданов М.З. Показатели влияния погодных условий на экономику: региональное распределение экономических потерь и экономической выгоды при использовании гидрометеорологической информации и продукции // Метеорология и гидрология. 1999. № 3. С. 5-17.
4. Бедрицкий А.И., Коршунов А.А., Шаймарданов М.З. Базы данных по опасным гидрометеорологическим явлениям на территории России и результаты статистического анализа // Метеорология и гидрология. 2009. № 11. С. 5-14.
5. Катастрофы и общество. – М.: «Контакт-Культура», 2000. – 332 с. 6. Корнфорд С.Г. Социально-экономические последствия явлений погоды в 1996 г. // Бюллетень ВМО. 1997. Т. 46, 4. С. 351-369.
7. Корнфорд С.Г. Последствия явлений погоды: нужна ли стандартизированная отчетность? // Бюллетень ВМО. – 2001. – Т. 50, № 3. – С. 288-293.
8. Коршунов А.А., Шаймарданов М.З. База данных об опасных гидрометеорологических явлениях // Труды ВНИИГМИ-МЦД. – 2007. – Вып. 172. – С. 132-139.
9. Маслов С.Ф., Моисеев Ю.В. Стихийные бедствия и урожай сельскохозяйственных культур в России // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: Сборник. – Москва. – Информационно-издательский центр ВНИИ ГОЧС. – 2000. – Вып. 4. – с. 25-34.
10. Осипов В.И. Природные катастрофы на рубеже XXI века // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях: Сборник. – Москва. – Информационно-издательский центр ВНИИ ГОЧС. – 2001. – Вып. 1. – с. 54-79.
11. Панфутова Ю.А. Опасные метеорологические явления на равнинной территории Российской Федерации и риски, создаваемые ими // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук. – Санкт-Петербург, ГГО, 2008. – на правах рукописи.
12. Повышение защищенности от экстремальных метеорологических и климатических явлений. Женева, 2002. ВМО № 936. 36 с.
13. РД 52.88.629-2002. Руководящий документ. Наставление по краткосрочным прогнозам общего назначения. – СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. – 42 с.
14. РД 52.88.699-2008. Руководящий документ. Положение о порядке действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений // М., 2008. 33 с.
15. Стихийные бедствия: изучение и методы борьбы. – М.: Прогресс, 1978. – 439 с.
16. Тюпкин Ю.С. Международное десятилетие по уменьшению ущерба от стихийных бедствий // Материалы гляциологических исследований. 1990. № 70. 245 с.
17. Bedritsky A.I. Economic benefits evaluation of hydrometeorological services in the Russian Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring (ROSHYDROMET) taking into account changes in country’s economy // Conference on the economic benefits of meteorological and hydrological services. Geneva, 1994. WMO/TD № 630. P. 121-125.
18. Brown L.R. «The acceleration of history». In: State of the World 1996, L.R. Brown and C. Flavin (Eds.), Earthscan Publication, London, p. 4-20.
19. Conference of the economic benefits of meteorological and hydrological services. Geneva, 1994. WMO/TD № 630. 390 p.
20. Economic and social benefits of meteorological and hydrological services. Proceedings of the Technical conference. Geneva, 1990. WMO № 733. 461 p.
21. Natural disasters in the world. Statistical trend on natural disasters. National Land Agency. Japan, 1994.
22. Weather and Climate Services in Europe and Central Asia. A Regional Review. World Bank Working Paper № 151. The World Bank. Washington, D.C. 2008. 79 p.
23. Shaimardanov M.Z., Korshunov A.A. The use of hydrometeorological information in the various economic sectors // Conference on the economic benefits of meteorological and hydrological services. Geneva, 1994. WMO/TD № 630. P. 28-36.