«Мониторинг окружающей среды» “Глобальный мониторинг

«Мониторинг окружающей среды» “Глобальный мониторинг климатической системы и ее изменений” 020602 020600 510909

Цель курса Изучить систему организации, проведения мероприятий, получения экспериментальных (натурных) данных и/или исследований для использования при решении различных задач климатологии: теоретических и прикладных

Monitoring лат. Mo. Nitor – напоминать, предостерегать Регулировать, Надсмотрщик, надзиратель

18 сентября

Мониторинг – специально организованные, систематические наблюдения за состоянием объектов, явлений, процессов с целью их оценки, контроля или прогноза.

Мониторинг окружающей природной среды - система регулярных наблюдений (длительных в зависимости от целей) в пространстве и времени за состоянием окружающей природной среды; - система предупреждения о возникновении экстремальных (критических/чрезвычайных) ситуаций, вредных и/или опасных для здоровья людей и других живых организмов.

Природная среда Это - природа, рассматриваемая по отношению к существующим в ней организмам, в том числе человеку. Природная среда - часть окружающей среды; Это - природная составляющая среды обитания и производственной деятельности человечества.

Природная среда это совокупность абиотических и биотических факторов естественных и измененных в результате деятельности человеческого общества, оказывающих влияние на человека и другие организмы.

Биотические факторы совокупность взаимного влияния жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других (внутривидовые и межвидовые взаимодействия), а также на неживую среду обитания.

Абиотические факторы явления и компоненты (параметры) неживой , неорганической природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы.

Выделяют следующие группы факторов: • климатические (температурный режим, влажность, давление); • эдафогенные (механический состав, плотность, воздухопроницаемость почвы); • орографические (рельеф, высота над уровнем моря); • химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, кислотность).

Основными абиотическими факторами среды являются: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Температура; свет; вода; соленость; кислород; магнитное поле; почва; влажность;

Природная среда отличается от других составляющих окружающей среды свойством самоподдержания и саморегуляции без корректирующего вмешательства человека.

Термин “мониторинг” появился на Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде в 1972 г. Под мониторингом было решено понимать систему непрерывного наблюдения, измерения и оценки состояния окружающей среды. По мнению академика И. П. Герасимова объектом общего мониторинга “является многокомпонентная совокупность природных явлений, подверженная многообразным естественным динамическим изменениям и испытывающая разнообразные воздействия и преобразования ее человеком”. [1975]

• Герасимов Иннокентий Петрович [р. 9(22). 12. 1905, Кострома], советский географ, геоморфолог, почвовед, академик АН СССР (1953; членкорреспондент 1946). Окончил Ленинградский университет (1926). В 1936 — 56 возглавлял Отдел географии и картографии почв Почвенного института им. В. В. Докучаева, с 1951 директор института географии АН СССР

Мониторинг окружающей среды – комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменений природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющая выделить изменения их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности

С самого начала в трактовке мониторинга проявились две точки зрения. Многие зарубежные исследователи предлагали осуществлять систему непрерывных наблюдений одного или нескольких компонентов окружающей среды с заданной целью и по специально разработанной программе.

мониторинг антропогенных изменений окружающей природной среды Другая точка зрения [Израэль, 1974] предлагала понимать под мониторингом только такую систему наблюдений, которая позволяет выделить частные изменения состояния биосферы, происходящие только под влиянием антропогенной деятельности (т. е. мониторинг антропогенных изменений окружающей природной среды).

Блок-схема системы мониторинга [Израэль]

Cистема мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником информации необходимой для принятия экологически значимых решений

Существуют различные подходы к классификации мониторинга: по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения и т. д. Один из вариантов классификации представлен

Общая классификация систем мониторинга [Израэль, 1984]

Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях: 1. импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе, направленное, например, на оценку сбросов или выбросов конкретного предприятия); 2. региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экосистем в масштабе региона); 3. фоновом, осуществляемом в рамках международных программ (имеет целью зафиксировать фоновое состояние окружающей среды, что необходимо для дальнейших оценок уровней антропогенного воздействия).

По своему структурнофункциональному составу мониторинг окружающей среды объединяет в себе все необходимые компоненты: приборно-аппаратное обеспечение, систему организации измерений и совокупность методик анализа результатов наблюдений, необходимые для реализации функций:

Функции Задачи 1. Наблюдение 2. Выявление 3. Анализ 4. Моделирование Цели 1. Оценка 2. Прогноз

Задачи 1. Наблюдение За состоянием окружающей среды 2. Выявление Изменений окружающей среды, связанных с деятельностью человека 3. Анализ Наблюдаемых изменений 4 Моделирование изменений экологической ситуации

Цели 1. Оценка состояния окружающей среды 2. Прогноз предполагаемых изменений состояния окружающей среды

Подсистемы экологического мониторинга

По масштабам обобщения информации различают мониторинг: глобальный, региональный и импактный мониторинг

глобальный слежение за процессами и явлениями на Земле с помощью космической, авиационной техники, их анализ и составление прогноза возможных изменений. Частным случаем является национальный мониторинг, включающий аналогичные мероприятия, осуществляемые на территории конкретной страны;

• региональный охватывает отдельные регионы; • импактный проводится в особо опасных зонах, непосредственно примыкающих к источникам загрязнения, например в зоне промышленного предприятия.

В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 23 июля 2004 года № 372 «О Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» с изменениями согласно постановлению Правительства Российской Федерации от 29 мая 2008 года № 404 Росгидромет является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по оказанию государственных услуг в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, мониторинга окружающей среды, ее загрязнения, государственному надзору за проведением работ по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы.

Глобальный и региональный Росгидромет в указанной сфере деятельности обеспечивает выполнение обязательств Российской Федерации по международным договорам Российской Федерации, в том числе по Конвенции Всемирной метеорологической организации, рамочной Конвенции ООН об изменении климата и Протоколу по охране окружающей среды к Договору об Антарктике.

Деятельность Росгидромета базируется на международном обмене гидрометеорологической и другой информацией о состоянии окружающей среды на глобальном уровне и включает 1. Международный обмен данными гидрометеорологических наблюдений по Конвенции ВМО ; 2. Функции Мирового центра данных ВНИИГМИ-МЦД в г. Москве.

Потребители услуг гидрометеорологической информации и информации мониторинга окр. среды: 1. население страны; 2. федеральные органы исполнительной власти и органы исполнительной власти субъектов РФ, в том числе курирующие погодозависимые и климатозависимые отрасли экономики, а также обеспечивающие безопасность населения и производственной инфраструктуры страны;

3. юридические лица и индивидуальные предприниматели, экономические интересы которых связаны с освоением природных ресурсов и принятием решений, учитывающих влияние на их деятельность погоды, климата и др.

Задача Росгидромета состоит в обеспечении гидрометеорологической безопасности Российской Федерации и предоставлении государственных услуг в области гидрометеорологии, смежных с ней областях и мониторинга загрязнения окружающей среды и направлена на достижение следующих национальных целей: • повышение качества жизни населения; • обеспечение высоких темпов устойчивого экономического роста; • создание потенциала для будущего развития; • повышение уровня национальной безопасности.

цель обеспечение права граждан на достоверную информацию о состоянии окружающей среды, закрепленного в ст. 42 Конституции Российской Федерации.

Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации участвуют в деятельности гидрометеорологической службы в пределах полномочий, установленных законодательством Российской Федерации.

Росгидромет осуществляет свою деятельность на основе следующих основных принципов: v глобальность и непрерывность наблюдений; v единство и сопоставимость методов наблюдений, сбора, обработки, хранения и распространения информации; v интеграция с внутригосударственными и международными системами мониторинга окружающей среды, ее загрязнения;

v обеспечение достоверности, доступности и эффективности использования информации о состоянии окружающей среды, ее загрязнении; v безопасность проведения работ по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы; v соответствие задачам охраны здоровья населения, защиты окружающей среды и обеспечения экологической и гидрометеорологической безопасности.

Росгидромет организует и проводит наблюдения, оценку и прогноз состояния 1. атмосферы, 2. почв, 3. поверхностных вод суши, 4. морской среды, 5. сельскохозяйственных культур и пастбищной растительности, 6. околоземного космического пространства 7. трансграничного переноса загрязняющих веществ, 8. комплексный фоновый Мониторинг загрязнения окружающей природной среды.

Сеть мониторинга Наблюдения за состоянием загрязнения окружающей природной среды проводятся на более чем 6000 наблюдательных пунктах, постах, станциях, в т. ч. на 1430 радиометрических, в 225 аналитических лабораториях и центрах, включая центры по контролю за радиоактивностью и токсичными ингредиентами.

РД 52. 18. 595 -96 РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ Федеральный перечень методик выполнения измерений, допущенных к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей природной среды

РД 52. 18. 595 -96 систематизирует нормативную документацию, регламентирующую организацию измерений на сети Мониторинга, и в него включены методики количественного химического и радиометрического анализов по следующим направлениям: атмосферный воздух (воздух фоновых районов, населенных пунктов, промышленных выбросов в атмосферу); почвы, в том числе сельхозугодия; поверхностные воды суши; воды и донные отложения морской среды; радиоактивность в объектах окружающей среды; нормативные документы на методы отбора проб по объектам окружающей среды; нормативные документы по организации внутреннего и внешнего контроля достоверности измерений в лабораториях сети Мониторинга.

отбор проб и контроль нормативные документы на методы отбора проб по объектам окружающей среды; нормативные документы по организации внутреннего и внешнего контроля достоверности измерений в лабораториях сети Мониторинга.

схема мониторинга

• целью биологического мониторинга является определение устойчивости природных экосистем к внешним воздействиям. • Его основной метод – биоиндикация (биотестирование), это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ.

радиоактивное загрязнение определяют по состоянию хвойных пород деревьев, промышленное – по поведению многих представителей почвенной фауны, а загрязнения воздуха очень чутко воспринимаются мхами и лишайниками.

пример • Если в лесу на стволах деревьев исчезают лишайники, значит, в воздухе присутствует сернистый газ. • По цвету лишайников (этот метод назван лихеноиндикацией) судят также о наличии в почве некоторых тяжелых металлов, например, меди

Что дает биоиндикция Биоиндикация позволяет вовремя выявить еще не опасный уровень загрязнения и принять меры по восстановлению экологического равновесия окружающей среды.

Зарождение системы мониторинга • В 1654 г. герцог Тосканский поручил Флорентийской академии опыта заняться организацией наблюдений на девяти станциях Европы (в основном это были итальянские станции), самая далекая из них находилась в Варшаве. Эта сеть станций работала до 1667 г. , когда была закрыта и Академия. • Неизвестно, были ли сделаны в результате наблюдений какие-нибудь выводы, но важен сам факт создания первой сети метеорологических станций.

• Следующую попытку создать метеорологическую сеть предприняли англичане в 1723 г. В то время они ближе всех стояли к решению проблемы кооперации науки: еще в XVII в. было основано Лондонское королевское общество для организации и поощрения в стране научных исследований. • Секретарь общества, врач и физик Дж. Джюрин обратился к ученым разных стран с «Приглашением» призыв вести метеорологические наблюдения.

• В этом документе была дана первая подробная инструкция, что и по каким приборам наблюдать, и даже была разработана стандартная форма таблицы наблюдений. • Что же в ней было: Высота ртути в барометре в дюймах и температура воздуха по спиртовому термометру в не отапливаемой комнате, направление ветра и его сила в баллах (1 балл - слабое движение воздуха, а 4 - сильная буря), общий вид неба и «история» погоды и, наконец, толщина слоя выпавших осадков в дюймах. Сеть, которая держалась только благодаря добровольному сотрудничеству ученых, в том числе и русских, успешно проработала до 1735 г.

• В эти же годы, в начале 18 в. в России возникла своя сеть станций, причем в совершенно неожиданном месте - в Сибири. • Великая Северная экспедиция, задуманная еще Петром I, охватила наблюдениями огромные пространства от Екатеринбурга до Якутска. • Инструкция для наблюдателей была составлена в 1732 г. самим Даниилом Бернулли - членом Петербургской Академии наук, одним из основоположников гидродинамики, принципы которой широко применяются в современных методах прогноза погоды. • Благодаря наблюдениям, проводившимся на сибирской сети станций, были получены ценные научные материалы (станция в Якутске, например, действовала до 1749 г. ), однако сохранилась лишь незначительная их часть, и эти материалы - единственное свидетельство о климате Сибири в XVIII столетии.

Мангеймское общество создало основные принципы работы современной метеорологической сети: единовременность и единообразие наблюдений по стандартным приборам. • К необходимости единых сроков наблюдений ученые пришли в 1781 г. в городке Мангейме на берегах Рейна. • В этом городе произошло важное для метеорологии событие - в Академии наук и изящной словесности курфюрста Пфальцского было основано первое в истории метеорологическое общество.

по его программе действовало 39 станций - от Кембриджа в США до Урала. Но главное, в этой программе были указаны четыре единых срока наблюдений - 7, 11, 14 и 21 ч. и общество снабжало добровольных наблюдателей одинаковыми по конструкции и шкалам приборами, что было очень важно! В 1799 г. мангеймское метеорологическое общество прекратило свое существование.

Метеорологические наблюдения в России • начались, по словам первого их историка, К. С. Веселовского- около средины XVIII столетия: для Петербурга правильные наблюдения над температурой воздуха имеются с 1743 г. , над осадками - с 1741 г. , а над вскрытием и промерзанием Невы - с 1706 г.

• Учреждение в Германии в 1828 г. , по инициативе Гумбольдта, союза для производства магнитных наблюдений явилось толчком, которому суждено было поставить дело метеорологических наблюдений на практическую почву. • В 1829 г. Гумбольдт посетил Петербург и сумел убедить Академию Наук примкнуть к этому союзу и заняться организацией наблюдений в России. • Под руководством Купфера была учреждена в 1830 г. в Петербурге при Академии магнитная лаборатория (помещавшаяся сначала в Петропавловской крепости, а затем переведена в одно из помещений Горного корпуса); затем, по предложению академии, им были учреждены подобные обсерватории в Казани, Николаеве, Екатеринбурге, Барнауле и Нерчинске.

• При Горном корпусе в Петербурге была учреждена обсерватория, которая не только должна была вести наблюдения, но и снабжать все метеорологические учреждения России проверенными инструментами. • В 1849 г. была утверждена "Главная Физическая Обсерватория"; первым директором ее был назначен сам Купфер. • число метеорологических станций начало возрастать; • были введены одинаковые методы наблюдений; появились первые издания наблюдений. • наблюдения стали публиковаться ежегодно в издании: "Свод наблюдений, произведенных и т. д. ". . . • С 1865 г. это последнее издание заменили "Летописи Главной Физической Обсерватории".

• В 1850 г. в Эдинбурге А. Я. Купфер выступил с призывом к западным странам последовать примеру России. • "Если б эту систему приняли все государства образованного света, то от времени до времени могли бы собираться директора этих заведений всех стран для рассуждения о ходе наблюдений и об усовершенствованиях, которые могут быть выведены из их совокупных трудов". • Предложения России об основах международного метеорологического сотрудничества были реализованы на Венском метеорологическом конгрессе в 1873 г. созданием Международного метеорологического комитета при активном участии достойного преемника Купфера академика Генриха Ивановича Вильда.

развитие сети метеорологических станций в России В 1850 г. было 15 " 1856 " " 47 " 1864 " " 24 " 1870 " " 47 " 1875 " " 98 " 1880 " " 114 " 1885 " " 225 и 441 дождем. пун. " 1890 " " 432 " 603 " " " 1895 " " 590 " 934 " "

В 2009 году исполнилось 175 лет Гидрометеорологической службы России

Чем отличается мониторинг от гидрометео наблюдений

• Какие еще современные системы мониторинга существуют?