С 10 по 11 июня 2025 года в Астане (Республика Казахстан) состоялась международная научная конференция «Методы и модели системного анализа для изучения, прогнозирования и оценки рисков наводнений и других стихийных бедствий», организованная Российской академией наук по инициативе Комитета по системному анализу РАН при активном участии Международного института прикладного системного анализа (IIASA), Международного научного комплекса «Астана» (МНК «Астана») и Международного университета Астана (AIU).

Конференция была посвящена обсуждению передовых научных исследований в области системного анализа рисков стихийных бедствий и практических подходов к управлению природными рисками, а также обмену международным опытом в отношении прикладных решений по снижению рисков и негативных последствий стихийных бедствий и развитию международного сотрудничества в данной сфере.

В конференции приняли участие ведущие исследователи в области системного анализа и гидрологии из 10 стран — России, Австрии, Великобритании, Испании, Казахстана, Китая, Нидерландов, Пакистана, Туниса, Франции, а также представители государственных министерств и ведомств Казахстана и ряда международных организаций. Среди них следует выделить представителей IIASA, сыгравших ведущую роль в определении тематики конференции и состоявшихся дискуссий.

В состав российской делегации вошли семь представителей РАН, среди них три академика РАН и три члена-корреспондента. Делегацию РАН возглавлял академик РАН Игорь Шеремет. Модератором конференции выступил эксперт РАН Евгений Луппов. Всего в конференции приняло участие более 40 человек.

Конференцию открыли приветственными выступлениями президент Международного университета Астана Серик Ирсалиев и заместитель генерального директора IIASA по науке, шерпа по странам Азии профессор Вольфганг Лутц (по видеосвязи). В своих выступлениях они подчеркнули важность и актуальность темы конференции, выразили надежду, что на конференции состоится обмен научными идеями и информацией о достижениях учёных различных стран в области развития и применения системного анализа, в том числе для изучения рисков природных катастроф.

Обращение с приветственным словом вице-президента РАН академика РАН Владислава Панченко зачитал его помощник Евгений Луппов. Академик Панченко, в частности, предложил в ходе конференции рассмотреть не только методы системного моделирования, но и методы сбора и верификации Больших данных, которые ложатся в основу системного анализа с использованием этих моделей. Ведь даже самая лучшая модель не позволит сделать правильный вывод, если она будет основываться на недостоверных данных.

Особое внимание на конференции было уделено вопросу моделей и методов комплексного научного анализа рисков и негативных социально-экономических и экологических последствий для экосистем в случаях резких климатических или антропогенных воздействий, а также математическим инструментам изучения и оценки природных опасностей и стихийных бедствий, позволяющим выявлять свойства и закономерности природных и природно-технических систем.

Одним из видов такого шокового воздействия на экосистему может стать строительство гидроэнергетических объектов. Опытом и результатами научных исследований по комплексной экологической оценке воздействия монгольского проекта «ГЭС Эгийн гол» на российскую часть трансграничного бассейна реки Селенга и озера Байкал поделился директор Института динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН академик РАН Игорь Бычков. Он рассказал о разработанной в институте системе моделей «сток-экология». Эта система имеет единую информационную базу данных, но включает в себя многоуровневую гидрологическую модель, водохозяйственную модель и экологическую модель. Проведённые исследования позволили выявить нелинейные зависимости между этими моделями и создать базовую комплексную системную модель для изучения последствий климатических, антропогенных или иных воздействий на экосистему.

Важности учёта и взаимного влияния всех видов риска для оценки уязвимости системы, но с акцентом на теорию вопроса, был посвящён обзорный доклад научного сотрудника IIASA Штефана Хохрайнер-Штиглера «Анализ мультимножественных и системных рисков в условиях их нелинейных взаимозависимостей и ударного воздействия на систему». Он рассказал о возможных подходах к моделированию сложных рисков, в частности, о методах решения проблем, связанных с каскадными и сложными рисками. При этом в фокусе доклада был вопрос устойчивости системы в целом под воздействием мультимножественных рисков. Были рассмотрены различные применяемые модели оценки таких рисков.

Несколько иной подход к вопросу системного анализа устойчивости и восстанавливаемости социотехнических систем предложил в своем докладе главный научный сотрудник ГЦ РАН академик РАН Игорь Шеремет. Он остановился на изложении понятия мультиграмматического инструментария как математической и интеллектуально-технологической основы для решения задач системного анализа и исследования операций и показал, каким образом для оценки устойчивости социотехнических систем и их восстанавливаемости, в том числе для случая каскадных эффектов в пораженных системах, могут применяться мультимножественные грамматики.

Вопросам теории системного анализа, его методам и математическому инструментарию был также посвящён совместный доклад научного руководителя Геофизического центра РАН академика РАН Алексея Гвишиани и заместителя директора по науке ГЦ РАН доктора физико-математических наук Бориса Дзебоева. Отмечалась важность дискретного математического анализа, высокая эффективность его математического инструментария, позволившего, в частности, реализовать ряд системных решений в области оценки рисков различных природных и техногенных катастроф. Одним из таких решений стал разработанный в Геофизическом центре РАН оригинальный системно-аналитический метод геодинамического районирования, когда комплекс экспериментальных геолого-геофизических данных и результаты моделирования трансформируются в нечеткие структуры и рассчитывается единый интегральный показатель геодинамической безопасности.

Аналогичные подходы были рассмотрены в докладе директора Геофизического центра РАН члена-корреспондента РАН Анатолия Соловьёва, который рассказал о математических методах оценки опасного воздействия космической погоды на промышленные системы, в частности, о наиболее опасном источнике такого воздействия — геомагнитно-индуцированных токах (ГИТ). Проведённые в Геофизическом центре РАН комплексные исследования ГИТ при разных типах геомагнитных возмущений (как вне магнитных бурь, так и при магнитных бурях), математические модели оценки вероятности возникновения экстремальных ГИТ и системный анализ этих явлений позволили сделать важный вывод: для устойчивого развития энергетических и железнодорожных сетей необходимо в Общий перечень нормативов включать норматив по ГИТ (сейчас он отсутствует).

Программный директор IIASA (Advancing Systems Analysis (ASA) Program Director) Елена Ровенская также посвятила свой доклад вопросу моделей и методов комплексного научного анализа рисков с целью поддержки принятия решений. При этом она отметила, что большинство ведущих моделей, применяемых для поддержки принятия решений в области управления природными ресурсами на глобальном и национальном уровнях, основаны исключительно на максимизации эффективности. Нередко это происходит в ущерб устойчивости и способности сопротивляться различным шокам, таким как стихийные бедствия. Более надёжным в этой связи нередко является метод «Оптимизации с вероятностными ограничениями». Данный метод позволяет лицам, принимающим решения, задавать приемлемые уровни неизбежного риска, при этом избегая других, и таким образом адаптировать меры воздействия в соответствии с различными порогами допустимого риска. Кроме того, этот метод позволяет количественно оценить ценность информации — то есть потенциальную выгоду от более точной оценки рисков, что, в свою очередь, может служить ориентиром для инвестиций в научные исследования и сбор данных.

Научный сотрудник IIASA Татьяна Ермольева рассказала о комплексном моделировании для управления рисками катастроф и системными рисками и робастном балансе между превентивными мерами по снижению ущерба от наводнений и мерами по восстановлению после них. В качестве примера такой комплексной модели была проанализирована разработанная в IIASA модель ISCRiMM и её важные аспекты и компоненты, которые включают введение ограничений безопасности и защиты вовлеченных систем и агентов, исследование оптимальных и робастных балансов между взаимозависимыми стратегическими долгосрочными и операционными адаптивными (ex-ante и ex-post) мерами, структурными и финансовыми мерами, В сообщении особо выделялась необходимость в стохастических моделях катастроф (генераторах сценариев) и соответствующих процедурах стохастической оптимизации для обеспечения поддержки принятия решений, обеспечивающих относительно надежный баланс между мерами управления рисками ex-ante и ex-post.

Другие выступившие на конференции научные сотрудники IIASA, в частности, руководитель исследовательской группы по водной безопасности Тахер Кахил, отмечали важность системного подхода к оценке региональной или национальной водной безопасности. Согласно этому подходу, необходимо оценивать не только региональное водное хозяйство, но и социальные, экономические и экологические результаты региона и оценивать прямые и косвенные зависимости между ними.

Ряд прозвучавших на конференции докладов был посвящён анализу геоинформационных моделирующих комплексов для задач оценки опасности и прогнозирования наводнений. Так, в докладе члена-корреспондента РАН Александра Гельфана был представлен широкий ряд разработанных им моделей и геоинформационных моделирующих комплексов для поддержки принятия решений в области водной безопасности. Они включают задачи оценки опасности формирования и распространения наводнений с учётом влияния действующих и проектируемых водохранилищ, а также задачи прогнозирования характеристик речного стока и притока воды к водохранилищам и оценки гидрологических последствий изменений климата и анализа неопределенности результатов моделирования.

Несколько докладов было посвящено обзорам рисков наводнений на глобальном, региональном и локальном уровнях. Один из таких докладов сделала недавно избранная членом-корреспондентом РАН профессор МГУ Наталья Фролова. При этом она также акцентировала внимание на важности комплексного подхода к анализу и управлению рисками наводнений.

Особое внимание вызвал отчет представителя Дельфтского института водных проблем (Нидерланды) Фредерика Хутхофа о выполненном нидерландской рабочей группой проекте анализа казахстанских весенних наводнений 2024 года и о важных результатах, полученных в рамках этого проекта.

Об организационных решениях, принятых после этой катастрофы, рассказал председатель правления Информационно-аналитического центра (ИАЦ) водных ресурсов Кайратгали Хайрулла. Одним из решений стало создание ИАЦ, который практически за полгода смог провести комплексную цифровизацию водных ресурсов Казахстана и создать на этой основе модели прогнозирования паводков, показавшие в 2025 году свою высокую эффективность.

Большой интерес вызвали выступления координатора проектов ОБСЕ по снижению риска стихийных бедствий и обеспечению водной безопасности Нигмият Нуртазы и председателя Комитета по предупреждению чрезвычайных ситуаций МЧС Казахстана С. Т. Джунисбекова, отметивших важность системного подхода при оценке рисков стихийных бедствий.

О предлагаемых компанией спутниковых cервисах мониторинга предсказания наводнений и других георисков рассказал Михаил Берёзкин, руководитель группы экспертов по аналитическим продуктам АО «Терра Тех» (Госкорпорация «Роскосмос»). Он, в частности, рассказал о методах сбора, обработки и верификации собираемых данных и о применяемой компанией системе предиктивного анализа при прогнозировании паводковой обстановки.

Предварительные итоги конференции её участники подвели в рамках круглого стола, который, с одной стороны, дал высокую оценку многоплановой повестке дня конференции, позволившей во многом расширить спектр вопросов, подлежащих учету при системном анализе рисков стихийных бедствий, а с другой, подчеркнул важность комплексного системного анализа при моделировании рисков стихийных бедствий.

В завершение конференции были организованы экскурсия на Астанинский контррегулятор и встречи в Казгидромете и Информационно-аналитическом центре Министерства водных ресурсов и ирригации Республики Казахстан.

Текст: Евгений Луппов.
Источник: «Вестник отделения наук о Земле Российской академии наук».