Файл: Инновационный подход к оптимизации управления финансово-хозяйственной деятельностью, основанный на методе анализа данных дистанционного зондирования Земли.pdf
Добавлен: 13.07.2023
Просмотров: 154
Скачиваний: 2
С давних времён человечество стремилось за горизонт. Жажда познания, жажда открытий и стремление развивать новые навыки, технологии и осваивать новые территории, заставляло людей противостоять стихиям. И с самого начала освоения человеком стихий земли, воды и воздуха ставило перед ним все новые технические задачи, призванные помочь ему в освоении оных. Используя простые инструменты и применяя нехитрые приемы, человек приобретал навыки и опыт, научился специальным образом обрабатывать древесину и строить суда для перемещения по рекам, морям и даже океанам. До недавнего времени считалось, что поморы, поселись на территории западного берега Белого моря от Онеги до Кеми в начале прошлого тысячелетия. Для длительных плаваний по северным морям они сконструировали парусное судно, которое получило название «коч». На кочах были осуществлены и первые выдающиеся экспедиции русских мореплавателей. Так, в 1601-1602 годах помор Лев (Леонтий) Иванович Шубин совершил плавание из Северной Двины в Тазовскую губу, где позже был основан город Мангазея - первый русский заполярный город в Сибири. Мангазейский морской путь — маршрут из Белого моря в Западную Сибирь — стал одной из важнейших транспортных магистралей поморов. В 1648 году в экспедицию отправились Семен Дежнев и Федот Попов. На семи кочах они прошли от реки Колымы (Магаданская область) до Берингова пролива, отделяющего Аляску от Чукотки. Об этом великом географическом открытии документально стало известно лишь в 1736 году. Обогнув крайнюю восточную точку Азии, русские мореходы назвали ее «Большим Чукотским Носом» - сегодня он известен как мыс Дежнева. Но недавно сделанная находка в корне меняет и дополняет знания о достижениях и знаниях наших предков. В 2015 году на дне Тихоокеанского залива (залив Петра Великого), Генрихом Петровичем Костиным из Владивостока, многие годы занимающегося подводной археологией, 17-кратного чемпиона СССР по подводному спорту, тренера подводников-спортсменов были найдены останки древнего судна (поморского коча), изучение которых методом спектрального анализа позволило датировать их IX веком до нашей эры! Таким образом, позволяя предполагать, что еще 10 веков назад, задолго до экспедиции Ермака, наши предки бороздили моря и океаны на деревянных, славянских судах – кочах, огибая наш материк по так называемому северному морскому пути, путешествуя из Белого моря в Северный ледовитый и Тихий океаны. По словам Костина:
- по конструкции судно представляло собой копию одно- или двух палубного корабля-коча архангельских моряков-поморов. Здесь к месту напомнить, что корабли Колумба были беспалубными. Коч - это русская северная галера. На одно- или двух палубном судне легко решалась проблема спасения мореплавателей от холода в северных широтах. По-видимому, идея строительства палубных кораблей западноевропейцами была заимствована у русских поморов. По своему предназначению большие 500-тонные суда-кочи были разных типов. Также кочи строились по особому принципу, с высокой кормой и низким носом, обеспечивая наблюдателю курсовой обзор и возможность своевременного предупреждения об изменении ледовой обстановки по курсу следования (рис. 1).
Рис. 1. Некоторые типы русской северной галеры – коча.
Изучение карты звездного неба и движения небесных тел издревле помогало мореходам в ориентировании посреди океанских и морских просторов, позволяя иметь жесткую привязку своего местоположения в пространстве, что очень важно в навигации и построении маршрутов. А появление таких технологических инструментов навигации как секстант, а позже и магнитный компас, картографирование и создание единых морских карт привело к появлению морских лоций, а далее и автоматизированных систем, облегчающих современное судовождение, давая возможность ориентироваться и своевременно предупреждать о возникновении опасных ситуаций: (ледовых, гидрометеорологических, логистических и т.д.), уменьшая риски судовождения в сложных условиях.
Не смотря на это, превосходство стихий не соизмеримо превосходило, и по настоящий момент превосходит, усилия человека направленные на их преодоление.
Проблематикой поведения и мониторинга природных систем, таких как земля, реки, моря и океаны, атмосфера и атмосферные явления, льды и снежные покровы, занимаются отраслевые и академические институты и службы: Институт водных проблем РАН, Институт физики атмосферы РАН, Институт океанологии РАН, Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, Морской гидрофизический институт РАН, Институт космических исследований РАН, Росгидромет, Институт криосферы Земли РАН, Научный центр оперативного мониторинга Земли, НИЦ Планета и многие другие...
Основываясь на многолетних данных исследований этих институтов и служб, полученных путем длительного наблюдения за поведением данных систем и дополненных данными, получаемыми при помощи орбитальных группировок спутников дистанционного зондирования Земли (далее ДЗЗ), а также данными подспутниковых наблюдений, возможно формирование временных рядов всевозможных научных данных, которые в свою очередь позволяют строить модели, анализировать зависимости и выявлять влияние одних систем на другие и наоборот, таких как атмосфера, ледяные и снежные покровы морей, океанов, рек т.д.
В частности, нас интересует структура процесса и поведение ледовой обстановки на Северном Каспии в зимний период при наличии ледового покрова и влиянии его на деятельность морских отраслей народного хозяйства – промысловых и добывающих компаний, ведущих финансово-хозяйственную деятельность в этом регионе. На основании данных, полученных в результате нашего исследования, мы сформулируем комплекс предложений и мероприятий по оптимизации их деятельности, а также предложим информационный продукт, позволяющий минимизировать потери и оптимизировать затраты компаний, направленных на ведение навигации в условиях ледовой обстановки в зимний период на Северном Каспии.
Каспийское море является важнейшей судоходной и торговой артерией соединяющей государства, граничащие с ним, это Российская Федерация, Азербайджан, Казахстан, Туркменистан и Иран. Каспийское море имеет длинную и богатую историю освоения. Издревле на Каспии добывали осетра, каспийскую сельдь и кильку, существовали артели по добыче тюленя (рис.2,3). Через Каспийское море пролегают морские торговые пути со многими восточными и азиатскими странами.
Рис. 2. Каспийский тюлень (нерпа). Самка с новорождённым тюленёнком – бельком.
Рис. 3. Черная икра каспийского осетра.
Из исследований Б.А. Шлямина [1] известно, что свое название море получило от имени древних племен — каспиев, населявших среднее и юго-восточное Закавказье во втором тысячелетии до нашей эры. В первом тысячелетии до нашей эры соседние племена оттеснили каспиев в юго-западную часть побережья, которое получило название Каспиана. Во II в. до нашей эры каспии были ассимилированы албанами, а на рубеже нашей эры греческий географ Страбон писал, что «народ этот ныне неизвестен». До татарского нашествия северные берега моря населялись кочевниками, из которых самыми многочисленными были хазары, воевавшие с русскими князьями. Их столица — город Итиль — располагалась в устье Волги (Итиля). Проходили годы, и на землях, прилегавших к морю, создавались и разрушались государства. По Каспию прокладывались важные торговые пути на Балтику — через Волгу; на Черное море, к генуэзцам — через Кавказский перешеек; и в Хиву и Бухару — через закаспийские пустыни.
Первые сведения о Каспийском море и его берегах найдены в сочинениях древних греческих и римских ученых. Однако эти сведения, полученные ими от купцов, участников войн, мореплавателей, не были точными и нередко противоречили друг другу. Например, Страбон считал, что Сыр-дарья впадает одновременно двумя рукавами: в Каспий, и в Аральское море. Во всеобщей же географии Клавдия Птолемея, которая была настольной книгой путешественников вплоть до XVII в., Аральское море вовсе не упоминается.
Дошли до нас и древние карты античных географов. Расстояния между географическими пунктами определяли тогда по скорости и времени передвижения сухопутных караванов и судов, а направление пути — по звездам.
Геродот (живший около 484-425 гг. до нашей эры) первый определил Каспий как изолированное от океана море с отношением его ширины к длине, как 1 : 6, что очень близко к действительности. Аристотель (384-322 гг. до нашей эры) подтвердил заключение Геродота. Однако многие их современники считали Каспий северным заливом океана, который окружал, по их представлениям, всю известную тогда землю.
Птолемей (90-168 гг. нашей эры), как и Геродот, считал Каспийское море замкнутым, но изображал его неверно, в форме, приближающейся к кругу.
Позднее, в 900-1200 гг. нашей эры арабские ученые, следуя Птолемею, представляли Каспий замкнутым и круглым. Каспийское (Хазарское) море можно объехать кругом, возвратившись в то место, откуда отправился, и не встретить препятствий, кроме рек, впадающих в море, писал Истахари. То же подтвердил в 1280 г. Марко Поло — знаменитый венецианский путешественник, посетивший Китай. Как увидим ниже, неверное представление о форме Каспия сохранялось в западном ученом мире до начала XVIII столетия, пока не было опровергнуто русскими гидрографами.
Русские воины и купцы уже в IX в. Проникли на берега Каспийского моря. В XV в. Тверской купец Афанасий Никитин прошел по западному берегу от Дербента до Баку, а оттуда направился в Иран и Индию. Афанасий Никитин побывал в Индии на 27 лет раньше прославленного Васко да Гамы.
После свержения татарского ига начинается накопление географических сведений, и составляются русские географические карты. Иван Грозный повелел «землю измерити и чертеж государства сделати». Так была создана первая карта Московского государства и объяснение к ней в виде «Книги Большого Чертежа». В эту книгу вошли сведения об Аральском море, а также о реках, впадающих в Каспийское и Аральское моря, о чем в то время в Западной Европе имели смутное представление. Иван Грозный присоединил к Московскому государству Казань, Астрахань (рис. 4) и северный берег Каспийского моря до реки Яика (Урала).
Рис. 4. Верещагин – Старая Астрахань 1879г.
К этому времени русские купцы господствовали на всем волжском торговом пути, имевшем тогда очень большое значение для Европы. Из Азии шло много шелковых тканей, и недаром этот торговый путь называли «шелковым». Испросив разрешения московского царя, на Каспий потянулись торговые экспедиции Дженкинсона, Олеария, Стрейса, Витсона (XVI-XVII в.в).
Эти экспедиции почти ничего не дали науке, поскольку они преследовали только узкие торговые интересы, кроме того, немало страдали от произвола властей, вассалов персидского шаха, и от набегов разбойников. Карты Дженкинсона и Стрейса полны ошибок, на них не указаны широты, долготы, и это неудивительно — ведь составлены они были по рассказам местных жителей.
Первые гидрографы. Еще в 1624 г. русские имели подробную опись портов Каспийского моря под названием «О ходу в персидское царство и из Персиды в турецкие земли, в Индию и Урмуз (Урмуз – Ормуз – остров у входа в Персидский залив), где корабли проходят, писаную московским купчиною Федором Афанасьевым Котовым». Однако эта опись была схематична и неточна.
Важным периодом в географическом изучении Каспия явилась первая четверть XVIII в., когда Россия «выходила» на моря. Эти исследования часто сопровождались военными действиями или предшествовали им.
Гидрометеорологические наблюдения начали проводиться на кораблях российского флота с момента его основания. Первые записи в вахтенных журналах наблюдений за погодой относятся к 1696г., когда эскадра Петра I, построенная под Воронежем, не смогла выйти в Азовское море из-за сильных восточных ветров, согнавших воду в устье реки Дон. Первый в российском флоте «Устав морской» обязывал штурмана: «…записывать… прибавление и убавление ветров и парусов, склонение компаса, течения моря и грунты», а командира корабля «…оной журнал по возвращению из компании, отдавать аншеф-командующему для подания в Адмиралтейскую Коллегию». В Уставе приводилась форма журнала и «пример как журнал держать».
Основные успехи в развитии отечественной метеорологии в России связаны с именем М.В. Ломоносова. В «Рассуждении о большой точности морского пути» он предлагал государствам, заинтересованным в развитии мореплавания, объединить усилия, создав Морскую академию, которая могла бы «новыми полезными изобретениями безопасность мореплавания умножить. По его инициативе Адмиралтейств-коллегией были организованы экспедиция В.Я. Чичагова (1765-66 гг.) с целью пройти из Атлантического океана в Тихий океан Северным морским путем и одновременно с ней экспедиция П.К. Креницына (1764-69 гг.) для исследования Алеутских островов. Благодаря Ломоносову корабли экспедиций были обеспечены необходимыми астрономическими и физическими приборами, многие из которых были им лично изготовлены в мастерских Академии наук.
В этих экспедициях было положено начало инструментальным гидрометеорологическим и геофизическим измерениям, проводившимся на кораблях российского флота, которые с этого времени стали вытеснять визуальные наблюдения, в основном сводившиеся к записям об изменении ветра.
Предсказание погоды М.В. Ломоносов считал одной из основных задач метеорологии, указывая: «Если мы научимся точно предсказывать погоду нам нечего будет просить у бога», но оговаривался, что она «едва постижимой кажется». 13 мая 1759 г. в докладе «О предсказании погод, а особенно ветру» он обращает внимание на необходимость сбора гидрометеорологических сведений и их обработки: «…все сие по истинной теории ничем другим, как частными и верными мореплавающих наблюдениями и записками перемен воздуха утверждено и в порядок приведено быть должно… А особливо когда б в различных частях света… те, кои мореплаватели пользуются, учредили самопишущие метеорологические обсерватории».