Наводнения, землетрясения, оползни, природные и техногенные пожары, выбросы от производств… Риски от возможных катастроф необходимо понимать и оценивать заранее. Вовремя принятые меры способны намного снизить экономические последствия и предотвратить трагедию.
Кандидат географических наук, научный сотрудник лаборатории геоэкологии Севера МГУ им. М.В. Ломоносова Светлана Вадимовна Бадина стала лауреатом премии правительства Москвы молодым ученым за цикл работ, посвященных прогнозированию социально-экономических последствий от возможных природных и техногенных опасностей в России. Как климатические изменения влияют на инфраструктуру северных регионов? Почему так необходима система мониторинга природной мерзлоты? Какие техногенные риски несут наибольшую угрозу? Об этом и многом другом читайте в интервью С.В. Бадиной для портала «Научная Россия».
― Тема прогнозирования социально-экономических последствий возможных техногенно-природных рисков на территории всей страны очень обширная. В России несколько климатических зон, в каждой из которых свои угрозы: пожары, наводнения, землетрясения… В регионах расположены различные по размеру и виду промышленные предприятия, на которых могут произойти техногенные аварии. На чем вы делали акцент, когда проводили исследование?
― Основная сфера моего научного интереса как сотрудника лаборатории геоэкологии Севера географического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова ― Арктическая зона России. Нашу лабораторию в 1969 г. основал известный полярник контр-адмирал В.Ф. Бурханов для исследования разнообразных проблем освоения Севера. В момент открытия исследования, осуществляемые в лаборатории, существенно опережали время, и сейчас эти проблемы не просто актуальны, а выходят на передний план.
Климатические изменения, происходящие сегодня в мире и прогнозирующиеся в будущем, наиболее сильно проявляют себя именно в приполярных регионах. Арктика в среднем теплеет быстрее, чем остальные территории в мире, и все последствия климатических изменений, как положительные, так и отрицательные, ярко отражаются на этой достаточно хрупкой в экологическом плане местности. Кроме того, Арктика признана важной геостратегической территорией на самом высоком государственном уровне, поэтому ей сейчас уделяется особое внимание. Работы по прогнозированию экономического ущерба для территории Российской Арктики в контексте изменения геокриологических условий проводились в рамках гранта РНФ.
Но, конечно, сфера моих интересов не ограничивается только Севером. Многие исследования связаны с горными регионами: Южной Сибирью и Северным Кавказом. А сегодня мы пробуем применять новые виды данных для исследования уязвимости населения в крупных городах, в частности в Москве.
― Прогнозированием возможных рисков в различных областях занимаются многие ученые и государственные структуры. Всегда надо знать, каких опасностей стоит ждать. Как расставлены приоритеты в вашей работе?
― В первую очередь это проблематика природных рисков. Есть отдельное направление «География природного риска», которое в России начал разрабатывать профессор МГУ С.М. Мягков. Эта дисциплина находится на стыке физической и социально-экономической географии. Физическая география занимается непосредственно прогнозированием опасных природных процессов и явлений, закономерностями их пространственного распространения. Социально-экономическая география оценивает вероятные ущербы от их воздействия.
Отличительная особенность природных опасностей в том, что они проявляют свою сущность только в пространстве, хозяйственно освоенном человеком. Разлив реки где-то в глухом лесу ― это естественное природное явление. Но когда этот разлив затрагивает населенные пункты и хозяйственные объекты, он принимает масштаб природной опасности или даже стихийного бедствия, катастрофы.
В этой области очень хорошо прослеживается междисциплинарность и требуется кооперация очень многих ученых. Как пример могу привести проект разработки системы государственного мониторинга многолетней мерзлоты, инициированный на самом высоком государственном уровне. Свыше 60% территории России расположено в пределах криолитозоны. Климатические изменения влияют на таяние мерзлоты и сокращение ее площади. Если раньше говорили о вечной мерзлоте, сегодня становится ясно, что в будущем она может исчезнуть на значительных территориях.
В этой области мы проводили работу в кооперации с геокриологами геологического факультета МГУ и крупных профильных организаций в Тюмени и Якутске. Они работали над прогнозами изменения самой мерзлоты, а в зоне моей ответственности были прогнозы экономических последствий этих геокриологических изменений.
Светлана Бадина на географическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова / Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Светлана Бадина на географическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова / Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
Светлана Бадина на географическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова / Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
― Какие социально-экономические угрозы для инфраструктуры, промышленности и населения северных регионов видят ученые в связи с потеплением и таянием мерзлоты?
― Немного ошибочно думать, что климатические изменения несут в себе только риски и отрицательные последствия. Комплекс прогнозируемых эффектов достаточно обширен, и плюсы тоже есть. Это, например, увеличение продолжительности навигационного периода и облегчение работы транспорта, снижение издержек на геологоразведку и добычу ресурсов, на строительство, сокращение потребления электроэнергии. Другое дело, что положительными эффектами нужно суметь воспользоваться, выстроить грамотные адаптационные стратегии. При этом риски, которые мы видим, станут реальной угрозой, если не принять мер заблаговременно.
Основные проблемы связаны с деградацией многолетней мерзлоты. Это напрямую влияет на разрушение зданий, построенных в северных регионах по принципу I с сохранением мерзлого состояния грунтов основания (Существует два принципа строительства на многолетнемерзлых грунтах. По принципу I грунты сохраняются в мерзлом или промораживаемом состоянии и в процессе строительства, и в течение всего срока эксплуатации. При строительстве по принципу II используются или предварительно оттаянные грунты, или оттаивающие в период эксплуатации сооружения, ― прим. ред.).
Изменение оптимального диапазона температур, закладывающегося при проектировании сооружений, большая глубина сезонного слоя оттаивания, увеличение температуры мерзлоты приводят к массовым деформациям и разрушениям. По разным оценкам, около 40% всех зданий и сооружений в условиях криолитозоны Арктики уже деформированы, и этот процесс продолжается. А если не принять своевременные меры, ситуация с высокой долей вероятности ухудшится.
― Ученые ставят какие-то сроки? Когда мерзлота достигнет той критической температуры, при которой фундаменты перестанут держать сооружения?
― Этими вопросами занимаются геокриологи. Специалисты рассматривают временной период до середины XXI в., то есть до 2050 г. По нашим оценкам, совокупный экономический ущерб от деформации и разрушения зданий и сооружений может достигнуть 5 трлн руб. в нынешних ценах. Это оптимистичный сценарий: при более неблагоприятном стечении обстоятельств, потери могут превысить 9 трлн руб.
― В ваших работах подготовлены рекомендации, которые могли бы помочь снизить возможный ущерб?
― Разумеется, перечень таких рекомендаций есть. Мы работаем в масштабе всей Арктической зоны, но каждый случай конкретного сооружения уникален, нужен детальный пообъектный подход.
Состояние отдельных зданий можно поддерживать с использованием систем термостабилизации грунтов до тех пор, пока это экономически эффективно. Таким образом можно выиграть время для нового строительства на оттаявших территориях со значительно меньшими издержками. Свайный фундамент на мерзлоте может достигать 50% от стоимости всего здания, а цена строительства на территориях, где мерзлота исчезла, значительно ниже.
В некоторых случаях деформации зданий вызваны нарушениями в эксплуатации. Например, существует такая технология сохранения мерзлоты под зданием, как установка вентилируемых подполий: они часто засорены снегом или мусором, а это влияет на повышение температуры грунтов. Здесь важны работа на местах, внимание к мониторингу жилищного фонда и социальной инфраструктуры. Системного подхода к этим вопросам сейчас нет, поэтому очень высока неопределенность.
На записи интервью со Светланой Бадиной / Фото: Елена Либрик / «Научная Россия»
― Арктический регион и северные территории в целом отличаются сложностью в области сбора данных. Куда-то сложно добраться, где-то нет нормальной связи и интернета. Данные могут не соответствовать действительности. С какими сложностями вы столкнулись во время работы над проектом?
― К сожалению, система мониторинга мерзлоты, существовавшая во времена Советского Союза, во многом утеряна. Работает американская программа CALM (Circumpolar Active Layer Monitoring Program), но она дает достаточно фрагментированную информацию. А без регулярной информации о состоянии мерзлоты очень сложно строить репрезентативные прогнозы. Эту проблему должна решить система мониторинга, о которой упоминалось ранее. Она рассчитана именно на создание открытой, доступной и подробной базы данных о состоянии мерзлоты.
Недостаточно данных и в социально-экономической части. Спускаясь на уровень конкретных муниципальных образований и поселений, ученые часто сталкиваются с недостатком информации. Она представлена фрагментировано и не позволяет сделать необходимых обобщений.
В рамках нашей работы я организовывала некоторые экспедиционные исследования: это работа с администрациями и в архивах на местах, где можно получить более подробные данные. Но и этого не всегда хватает для создания объективных прогнозов.
― На какой стадии сегодня находится создание системы мониторинга мерзлоты?
― Сейчас Росгидромет перешел к непосредственному началу ее реализации. Но дело в том, что специалисты-геокриологи немного иначе видят решение этой проблемы: занимаясь мониторингом мерзлоты на метеостанциях, искусственных площадках, сложно получить полную и объективную картину. Геокриологи предлагают выделить достаточно крупные полигоны с сохраненной естественной средой: растительностью и почвенным покровом, — чтобы организовать всеобъемлющий фоновый мониторинг. Они также подчеркивают необходимость создания системного геотехнического мониторинга.
― Проблема прогнозирования возможных социально-экономических рисков должна интересовать руководителей администраций на местах, это вопросы безопасности и стабильности. Вы видите такой запрос?
― Я экономгеограф и много занималась разработкой стратегий социально-экономического развития различных регионов. Но, к сожалению, региональные власти не всегда в этом заинтересованы.
Через всю проблематику природных рисков красной нитью проходит тезис о том, что хорошо учиться на своих ошибках, а лучше ― на чужих. Возьмем катастрофический пример турецких землетрясений и российский город Сочи, который динамично развивается в последние годы. В преддверии Олимпиады там произошел строительный бум, который продолжается до сих пор. Он привел к совершенно хаотичной бессистемной застройке городского пространства. Если человек, не обязательно специалист, откроет свод строительных норм и правил в сейсмоопасных районах, то заметит явные, видимые невооруженным взглядом несоответствия. Страшно представить, что произойдет в Сочи при землетрясении, а этот город относится к зоне с сейсмичностью до девяти баллов.
У стихийных бедствий есть очень страшная особенность: чем дольше на определенной территории, подверженной опасным природным явлениям, не происходила крупная катастрофа, тем выше с каждым днем ее вероятность. Мне как ученому и гражданину очень тревожно наблюдать за этой ситуацией, тем более что Сочи находится в сейсмоопасных условиях, схожих с теми, что в турецких городах. Теоретическая вероятность подобного события существует.
― Какие риски, кроме потепления и землетрясений, вы оценивали в своей работе?
― Мы рассматривали опасные склоновые процессы ― селевые потоки и лавины ― в горных регионах юга европейской части России и Сибири, а также наводнения. У этих природных опасностей немного другая специфика, требующая иных методов оценки их последствий.
Интересное направление, которое пока находится только в начале разработки, ― исследование уязвимости населения крупных городов к природным и техногенным опасностям на основании данных операторов сотовой связи. Мы занимаемся этим проектом совместно с Российским экономическим университетом им. Г.В. Плеханова. Сегодня есть такой тренд, как применение больших данных в различных исследованиях, в том числе географических. Данные сотовых операторов ― это ценнейший источник альтернативной статистики: крупный город с его непрерывной и интенсивной динамикой населения невозможно проанализировать, опираясь только на данные официальной статистики. Большие объемы информации позволяют оценивать, например, вероятное количество населения в определенных локациях в определенный момент времени, что важно при прогнозировании природных и техногенных рисков. На практике эту информацию можно использовать для проведения эвакуации населения или разработки нормативов материального обеспечения защитных мероприятий для городов, исходя из реальных потребностей.
Даже сухая статистика показывает, что ежегодно от техногенных опасностей погибает существенно больше людей, чем от природных катаклизмов. Более того, в зонах активного хозяйственного освоения любая природная катастрофа приобретает природно-техногенный характер, а отдельные отрасли промышленного производства наиболее опасны. Неслучайно для крупных промышленных предприятий, работающих с опасными веществами или производящих опасную продукцию, выделяют санитарно-защитные зоны. Наши исследования на примере Москвы показали, что, несмотря на популярный тренд редевелопмента промышленных зон, на потенциально опасной территории их воздействия оказывается значительно больше людей, чем указано в официальных документах. Например, по информации генплана в непосредственной близости от опасных предприятий постоянно проживают несколько десятков тысяч человек. Данные сотовых операторов, которые мы анализировали, показывают, что в потенциально опасных зонах количество людей в определенное время достигает миллионов.
Это данные локального исследования по Москве, и мы планируем продолжить работу.
― В частности, данные сотовой связи должны хорошо показывать маятниковую миграцию из спальных районов в офисные и промышленные…
― Да, нам удалось отследить именно такие закономерности: особенности трудовой маятниковой и сезонной миграций, а также события и мероприятия, меняющие картину распределения населения в городе. В этом направлении богат и мировой опыт: последствия крупных катастроф уже оцениваются с использованием этих данных, в том числе распространение эпидемий и других биолого-социальных опасностей.
― Вы видите финал этой исследовательской работы? Когда сможете сказать, что в этой области мы узнали все, что хотели?
― Сфера прогнозирования последствий различных угроз связана с высокой неопределенностью. Уровень риска ― абстрактный, постоянно меняющийся показатель. С одной стороны, он меняется из-за изменения объективных условий, например природно-климатических. С другой — важны и действия человека: если компании для получения экономической выгоды начинают осваивать наиболее опасные, ранее не используемые территории, трансформируется и уровень риска. Этот динамический аспект мы тоже рассматривали в исследованиях. Считаю, что направление очень перспективное и вряд ли эти работы когда-нибудь будут завершены.
― Чем сегодня еще интересуются географы? Ведь времена открытий, когда на картах появлялись новые острова, озера и реки, давно прошли…
― География — это наука романтиков, а наш факультет всегда привлекал людей, жаждущих познания мира во всем его многообразии. Еще Владимир Высоцкий пел: «Все открытые земли давно нарекли именами великих людей и святых». Но тем не менее песня заканчивается оптимистично: идеей о том, что для настоящего жаждущего исследователя всегда остается великий потенциал.
Могу смело утверждать, что география ― молодая и постоянно развивающаяся наука. В глубоком онтологическом смысле, не побоюсь сказать, география ― царица наук. Она, как, пожалуй, ни одна другая научная сфера, всеобъемлюще охватывает вопросы, связанные с исследованием пространства и времени.
Сегодня географические открытия не сводятся к новым подледным озерам в Антарктиде или исследованиям рельефа дна Мирового океана. Комплекс задач, который стоит перед учеными-географами, невероятно обширен: это совокупность проблем, которыми занимаются метеорологи, гидрологи, геоморфологи, мерзлотоведы, специалисты по социально-экономической географии, почвоведы… И сложно найти ту отрасль хозяйственной деятельности и сферу жизни человека, которые не были бы затронуты географическими исследованиями.
В частности, сотрудники лаборатории геоэкологии Севера географического факультета МГУ, где я работаю, под руководством выдающегося географа С.А. Огородова занимаются исследованиями многолетней мерзлоты, трансформации берегов арктических морей, изменений ледовых условий в Арктике и их влияния на человеческую деятельность, а также многими другими проблемами. Самое главное здесь ― это народно-хозяйственное значение этих исследований, их практическая ценность, которая весьма высока.
― Почему вы решили заниматься именно географией?
― Мой путь в науку оказался неслучайным: мои родители были учеными-биологами, они занимались генной инженерией и иммунологией. Я с детства была погружена в научную среду. А на путь в географию оказало большое влияние чтение приключенческой литературы о путешествиях и открытиях.
― Романтика походного туризма?
― Разумеется, невозможно стать географом без желания отправиться в экспедицию, с палаткой и гитарой. Этот географический дух мне не чужд.
Выдающийся соотечественник говорил: «Теория без практики мертва». И это в полной мере относится к географии. Эта наука ― абсолютный симбиоз полевых исследований и их камеральной обработки. С развитием технологий и геоинформационных систем жизнь ученых стала немного легче, но для каждого географа на первом месте всегда остаются полевые исследования.
Александр Бурмистров
Заглавное фото: Светлана Вадимовна Бадина, Кандидат географических наук, научный сотрудник лаборатории геоэкологии Севера МГУ им. М.В. Ломоносова (Елена Либрик / «Научная Россия»)
