У січні 2026 року міжнародне наукове видавництво “Springer” опублікувало англомовну монографію “Nexus of Sustainability: Understanding of FEWSE Systems IІ” («Взаємозв’язки сталого розвитку: розуміння систем «продовольство–енергія–вода–суспільство–довкілля». Том ІІ), що стала підсумком нового етапу співробітництва науковців Національної академії наук України та Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (International Institute for Applied Systems Analysis – IIASA; Лаксенбург, Австрія).
Результати, які увійшли до монографії, одержано переважно на 4-му етапі виконання двох спільних проєктів НАН України та IIASA:
- «Комплексний аналіз робастних профілактичних та адаптивних заходів управління продовольством, енергією, водою та соціальною сферою в умовах системних ризиків та наслідків COVID-19» (“Comprehensive analysis of robust preventive and adaptive measures of food, energy, water and social management in the context of systemic risks and consequences of COVID-19”; проєкт виконується на базі Центру оцінювання діяльності наукових установ та наукового забезпечення розвитку регіонів України НАН України);
- «Інтегроване робастне моделювання й управління у системі «продовольство–енергетика–вода–землекористування» задля сталого розвитку» (“Integrated robust modeling and management of food-energy-water-land use nexus for sustainable development”; проєкт виконується на базі IIASA).
Монографію опубліковано за сприяння Комітету із системного аналізу НАН України та за редакцією Президента Національної академії наук України академіка НАН України Анатолія Загороднього, першого віцепрезидента НАН України академіка НАН України Вячеслава Богданова, заступника директора з науково-організаційної роботи Інституту загальної енергетики НАН України доктора технічних наук Артура Запорожця та наукового співробітника Міжнародного інституту прикладного системного аналізу (Лаксенбург, Австрія) доктора філософії Тетяни Єрмольєвої. Праця складається з передмови та 28 розділів.
У передмові окреслено актуальність міждисциплінарного підходу до дослідження проблем сталого розвитку в умовах сучасних глобальних викликів, зокрема зміни клімату, виснаження природних ресурсів, зростання системних ризиків і соціально-економічної нерівності. Представлено загальну концепцію монографії, присвяченої аналізу взаємопов’язаних систем FEWSE (Food–Energy–Water–Social–Environmental), що охоплюють продовольчі, енергетичні, водні, соціальні й екологічні компоненти розвитку. Підкреслено, що об’єктом дослідження є комплекс взаємодійних ресурсних і соціально-екологічних систем, взаємозалежність яких визначає стійкість функціонування сучасних економік і суспільств.
Окреслено також основні наукові підходи і методологічні інструменти, використані у дослідженнях, зокрема стохастичну оптимізацію, методи машинного навчання, техніки масштабування моделей і робастного оцінювання, а також наголошено на важливості формування узгоджених політик і адаптивних стратегій управління ресурсами для забезпечення стійкого розвитку на локальному, національному та глобальному рівнях.
У розділі 1 “Integrated Solutions to Food–Energy–Water–Environmental NEXUS Security Modeling and Management: Robust Downscaling and Models’ Linkage Procedures” («Інтегровані рішення для моделювання та управління безпекою ядра “продовольство–енергія–вода–довкілля”: робастне масштабування та зв’язування моделей»; автори — Президент Національної академії наук України академік НАН України Анатолій Загородній, перший віцепрезидент НАН України академік НАН України Вячеслав Богданов, науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Тетяна Єрмольєва, старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Надєжда Комендантова, керівник Центру розвитку сільських районів Європи IIASA і виконувач обов’язків директора Програми екосистемних послуг та управління IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Петр Гавлік) здійснено огляд сучасних методів системного аналізу, моделей та інструментів моделювання, що розробляються в межах спільного проєкту IIASA та НАН України щодо інтегрованого управління безпекою продовольчих, енергетичних, водних та екологічних систем (FEWES Nexus).
У цьому розділі наголошено на характері системних ризиків, що виникають у взаємопов’язаних продовольчо-енергетично-водно-екологічних системах, й обґрунтовано необхідність координованих превентивних (ex-ante) і адаптивних (ex-post) рішень для управління такими системами. Часто модельні зв’язки між системами та моделями з різними роздільностями простору й часу реалізуються за допомогою процедур пониження (downscaling) і підвищення (upscaling) масштабу, що базуються на критеріях оптимізації – наприклад, на принципах крос-ентропії для побудови узгоджених моделей з неоднорідними даними.
Розділ також описує методи зниження масштабної невідповідності між сценаріями, вихідними даними моделей і масштабами, необхідними для політичного аналізу та їхньої реалізації, включно з прикладами об’єднання секторних і регіональних оптимізаційних моделей в єдині інтегровані системи за наявності спільних обмежень. Такий підхід дає змогу узгоджувати рішення без розкриття внутрішньої інформації окремих моделей, долаючи проблему асиметричної інформації — ключову для практичного застосування моделей інтегрованого управління Nexus-системами.
У роботі створено методологічну основу для побудови інтегрованих моделей комплексного управління продовольчо-енергетично-водно-екологічною безпекою, що поєднують різнорідні системи, масштаби, дані та моделі в єдине рішення для політичного планування і ухвалення рішень у умовах невизначеності й ризиків.
У розділі 2 “Integrated Modelling for Catastrophic and Systemic Risks Management: Robust Coherent Balance Between Ex-Ante and Ex-Post Measures” («Інтегроване моделювання для менеджменту катастрофічних і системних ризиків: надійний баланс превентивних та післяподійних заходів»; автори – науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Тетяна Єрмольєва, старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Надєжда Комендантова, професорка факультету міського та регіонального планування Технічного університету Стамбула (Туреччина) доктор Седа Кундак, науковий асистент цього ж факультету доктор Джихан Мерт Сабах, доцент факультету цивільної та екологічної інженерії Політехнічного університету Каталонії (Барселона, Іспанія) доктор Марсель Гюрлімман, професорка цього ж факультету доктор Ньєвес Лантада Сарсоса і завідувач відділу математичних методів дослідження операцій Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України член-кореспондент НАН України Павло Кнопов) розглянуто інтегровані підходи до управління катастрофічними та системними ризиками у складних взаємопов’язаних соціально-економічних і природних системах.
Автори проаналізували природу системних катастрофічних ризиків, зумовлених кліматичними змінами, природними і техногенними загрозами, а також економічними й соціальними шоками, та показали, що ефективне управління такими ризиками потребує узгодженого поєднання превентивних (ex-ante) заходів зі стратегіями реагування й відновлення (ex-post). Запропоновано концепцію інтегрованого моделювання, що поєднує стохастичні моделі катастроф, економічні обмеження, індикатори стійкості й інструменти підтримки ухвалення рішень.
У розділі продемонстровано, що інвестиції у попередні захисні заходи здатні істотно зменшити очікувані втрати і підвищити стійкість систем, водночас знижуючи навантаження на компенсаційні й відновлювальні механізми після реалізації ризиків. Отримані результати підтверджують доцільність застосування інтегрованих моделей для формування ефективної політики управління ризиками у продовольчо-енергетично-водно-екологічних і соціальних системах в умовах високої невизначеності й зростання глобальних викликів.
У розділі 3 “Integrating EPIC-Based Meta-Models into GLOBIOM for Systemic Risks Management” («Інтеграція мета-моделей на основі EPIC у GLOBIOM для управління системними ризиками»; автори – науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Тетяна Єрмольєва, директор Програми IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Петр Гавлік, старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Штефан Франк, науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Андрей Лесса-Дерсі-Ауґустинчик, старший науковий співробітник і керівник дослідницької групи в IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Тахер Кахіль, старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Юрай Балковіч, старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Растіслав Скальські, старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Надєжда Комендантова і завідувач відділу інтелектуальних інформаційних технологій Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України доктор фізико-математичних наук Василь Горбачук) запропоновано методи інтеграції біофізичних мета-моделей у багатосекторальну модель землекористування GLOBIOM для оцінювання й управління системними ризиками в системах продовольства, землекористування та навколишнього середовища під впливом кліматичних змін.
Автори розробили мета-моделі на основі агроекологічної моделі EPIC, які забезпечують імітаційне моделювання врожайності культур, балансів ґрунтових елементів і біофізичних реакцій у змінних кліматичних умовах, а також показали, як ці мета-моделі можна вбудовувати у глобальну модель землекористування та продовольчих ринків GLOBIOM. Це дає змогу поєднувати біофізичні оцінки (врожайність, якість ґрунту) із соціально-економічними сценаріями виробництва, торгівлі й використання земель, враховуючи невизначеність кліматичних і ринкових чинників.
Розділ підкреслює, що неявні (стохастичні) розподіли врожайності та стану ґрунту, генеровані мета-моделями, критично важливі для стохастичної двоетапної оптимізації (two-stage stochastic optimization) у GLOBIOM, яка інтегрує стратегічні ex-ante й адаптивні ex-post рішення щодо управління ресурсами. Автори продемонстрували чисельні результати, які показують, що зміни у витратах на превентивні заходи (виробничі витрати, інвестиції, субсидії) можуть істотно впливати на виробництво продовольства, технології управління й використання природних ресурсів, а відтак – на продовольчу, ландшафтну й екологічну безпеку.
У розділі 4 “Risk Measures and Distributionally Robust Optimization for Decision Making Under Uncertainty” («Міри ризику та робастна за розподілом оптимізація для прийняття рішень в умовах невизначеності»; автор – провідний науковий співробітник відділу математичних методів дослідження операцій Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України доктор фізико-математичних наук Володимир Кирилюк) розроблено та проаналізовано методологічні підходи до оцінювання ризику та оптимізації рішень в умовах невизначеності, зокрема, при невизначеності щодо розподілів вхідних даних.
У розділі систематично обґрунтовано клас функціональних показників (мір) ризику, включно з умовним середнім на хвості розподілу (Conditional Value-at-Risk, CVaR) та іншими стохастичними оцінками, які можна застосовувати для кількісного оцінювання ризику в мультисекторних системах Nexus – продовольчо-енергетично-водно-екологічних і соціально-економічних комплексах. Автор приділив особливу увагу підходу робастної за розподілом оптимізації (Distributionally Robust Optimization, DRO), який передбачає формулювання оптимізаційних задач у такий спосіб, що їх рішення є ефективними та стійкими навіть за невизначеності щодо розподілів вхідних параметрів.
Запропоновано методи постановки та розв’язання задач DRO, в яких невизначеність описується відповідними сімействами розподілів, що забезпечує надійніші рішення з погляду управління ризиком у складних системах. Проілюстровано застосування таких моделей у стратегічному плануванні ресурсів, інвестиційних рішеннях і політичних рекомендаціях для забезпечення стійкості продовольчо-енергетично-водно-екологічних систем у сучасних умовах невизначеності та глобальних ризиків.
Ці підходи мають ключове значення для формування адаптивних політик управління ризиками, здатних враховувати як внутрішню стохастичність процесів, так і зовнішню невизначеність даних, що особливо важливо для ухвалення обґрунтованих рішень у міжсекторальних і міжгалузевих контекстах.
У розділі 5 “Optimal Control Problems Under Riskand Uncertainty” («Задачі оптимального керування в умовах ризику та невизначеності»; автори – науковці відділу математичних методів дослідження операцій Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України: завідувач відділу член-кореспондент НАН України Павло Кнопов, старший науковий співробітник кандидат фізико-математичних наук Тетяна Пепеляєва, молодший науковий співробітник доктор філософії Олександр Богданов і молодший науковий співробітник Сергій Шпига) розглянуто нові підходи до задач оптимального управління динамічними стохастичними системами в умовах невизначеності.
У цьому розділі досліджено й обґрунтовано побудову адекватних оцінок ризику та пошук оптимальних стратегій прийняття рішень для широкого класу прикладних задач, де об’єкт управління описується динамічними стохастичними процесами чи полями (наприклад, Марковськими процесами), зокрема тих, що виникають в економіці, технологіях, екології, фінансах і страхуванні.
Автори запропонували систематичну методологію оптимального контролю в умовах ризику й невизначеності, що включає аналіз стохастичних диференціальних моделей, формулювання та розв’язання задач управління з урахуванням невизначеності параметрів і зовнішніх впливів, а також пошук стратегій, які мінімізують довгострокові ризики та забезпечують ефективне функціонування систем у невизначеному середовищі.
Результати розділу мають велике значення для математичного забезпечення прийняття рішень у складних системах, де невизначеність і ризик є невід’ємними частинами динаміки процесів, і можуть використовуватися для подальшого розвитку теорії стохастичних моделей управління в прикладних науках і політичному плануванні в умовах сучасних викликів.
У розділі 6 “Methods of Using a Priori Information in Statistics” («Методи використання апріорної інформації в статистиці»; автори – науковці Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України: завідувач відділу математичних методів дослідження операцій член-кореспондент НАН України Павло Кнопов, професор Придніпровської державної академії будівництва та архітектури доктор фізико-математичних наук Арнольд Корхін і доцентка Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» кандидат фізико-математичних наук Лілія Вовк) розглянуто статистичні методи, що дають змогу враховувати апріорну інформацію під час оцінювання параметрів статистичних моделей, особливо в задачах регресійного моделювання та прогнозування.
Автори приділили основну увагу методам оцінювання параметрів лінійної регресії з використанням апріорної інформації, оскільки це фундаментальна задача у статистиці й одночасно окремий випадок оцінювання математичного сподівання. У розділі описано байєсівський підхід для оцінювання параметрів регресії та дисперсії випадкової компоненти за різних припущень, а також методи побудови як незміщених, так і зміщених оцінок, що дають змогу підвищити точність оцінювання та якість прогнозування.
Окремо розглянуто методи оцінювання змінних параметрів регресії, зокрема побудову регресій з перемиканням із невідомими точками перемикання, що важливо для моделювання систем із різними режимами поведінки. Ці підходи можна використовувати для опрацювання неоднорідних даних, адаптації моделей до структурних змін і підвищення надійності прогнозних оцінок в умовах невизначеності, що характерно для складних продовольчо-енергетично-водних і соціально-екологічних систем (FEWSE).
У розділі 7 “Models Parametric Analysis via Adaptive Kernel Learning” («Параметричний аналіз моделей за допомогою адаптивного навчання ядра»; автори – провідний науковий співробітник відділу математичних методів дослідження операцій Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України доктор фізико-математичних наук Володимир Норкін і декан факультету математики Технічного університету Хемніца (Німеччина) професор, доктор Алоїз Піхлер) розглянуто методи параметричного аналізу математичних моделей на основі адаптивного ядрового навчання (adaptive kernel learning) – сучасного підходу з машинного навчання, що застосовується для оцінювання залежностей складних моделей від їхніх параметрів.
У цьому розділі запропоновано методологію, яка починається із знаходження ймовірнісного розподілу параметрів моделі та формування навчальної вибірки шляхом вибіркового розв’язання вихідної задачі для кожного набору параметрів. Далі на базі отриманих даних застосовується ядрове наближення (kernel approximation), що мінімізує помилку апроксимації на навчальній вибірці та враховує форми ядрових функцій для підвищення гнучкості моделі.
Головною особливістю підходу є розширення традиційного застосування методу опорних векторів (SVM) у просторі відтворюваних ядрових Гільбертових просторів (RKHS) до ширшого класу функцій із регуляризацією в нормі L₂, що дає змогу адаптувати не лише ваги, а й форми ядрових функцій для кращого знаходження складних залежностей у параметричному просторі. Автори також запропонували процедурні кроки для вибору оптимального параметра регуляризації на основі мінімізації помилки на тестовій вибірці.
Запропонована методика має важливе значення для аналізу параметричної невизначеності в інтегрованих моделях складних систем, зокрема у продовольчо-енергетично-водно-екологічних (FEWSE) системах, оскільки дає змогу кількісно оцінювати вплив варіації параметрів на поведінку моделей, підвищуючи точність і надійність прогнозних оцінок у складних сценаріях.
У розділі 8 “Program-Targeted Approach for Improving Energy Efficiency and Sustainability Through System-Integrated Services” («Програмно-цільовий підхід до підвищення енергоефективності та сталого розвитку за допомогою системно-інтегрованих послуг»; автори – науковці Інституту загальної енергетики НАН України: старший науковий співробітник відділу трансформації структури паливно-енергетичного комплексу кандидат технічних наук, доцент Тетяна Євтухова, завідувач відділу трансформації структури паливно-енергетичного комплексу член-кореспондент НАН України Олександр Новосельцев і заступник директора з науково-організаційної роботи Інституту доктор технічних наук Артур Запорожець) запропоновано програмно-цільовий підхід до підвищення енергоефективності та сталості шляхом інтегрованих сервісів у межах енергетичних програм.
У цьому розділі досліджено структуру та логіку взаємодії ініціаторів, учасників, реалізаторів і інвесторів програм енергоефективності й енергетичної сталості, які впроваджуються на регіональному, національному і локальному рівнях. Автори обґрунтували алгоритм оптимального узгодження дій усіх зацікавлених сторін і запропонували формалізовану симуляційну модель, яка дає змогу перевіряти різні стратегії відбору проєктів у послідовних ітераційних процедурах, спираючись на принцип оптимальності Беллмана.
Показано, що завдяки послідовному оптимальному відбору проєктів і балансуванню спільних зусиль можна ефективніше координувати технічні, економічні й енергетичні умови реалізації програм, а також підвищувати темпи та масштаб впровадження енергоефективних рішень. Проілюстровано використання динамічного програмування для розв’язання багатовимірних оптимізаційних задач, які зводяться до послідовних одномірних задач, що значно спрощує розрахунки й підвищує точність оцінювання потенціалу енергозбереження та скорочення викидів парникових газів.
Результати цього розділу сприяють формуванню ефективніших програм енергоефективності й енергетичної сталості, що дає змогу посилювати взаємодію між учасниками енергетичного ринку та підвищувати економічну й екологічну ефективність енергетичних сервісів у контексті реалізації Цілей сталого розвитку ООН.
У розділі 9 “To Computable Decentralized Heterogeneous Energy Market Supply Model” («До обчислюваної децентралізованої гетерогенної моделі постачання енергоринку»; автори – завідувач відділу інтелектуальних інформаційних технологій Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України доктор фізико-математичних наук Василь Горбачук, старший науковий співробітник відділу проблем наукового забезпечення та моніторингу інноваційного розвитку регіонів Центру оцінювання діяльності наукових установ і наукового забезпечення розвитку регіонів України НАН України кандидат технічних наук Сергій Шульженко та завідувач лабораторії високопродуктивних та розподілених обчислень відділу автоматизації програмування Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України кандидат технічних наук Андрій Головинський) запропоновано обчислювану модель децентралізованого гетерогенного ринку енергопостачання з урахуванням сучасних тенденцій розподіленого виробництва й інтеграції відновлюваних джерел енергії.
У цьому розділі йдеться про те, що традиційний ринок електроенергії, де баланс між попитом і пропозицією забезпечується централізованими учасниками мереж, втрачає стійкість у сучасному розподіленому енергетичному середовищі, де інтегруються численні малопотужні джерела відновлюваної генерації, системи накопичення та сервіси на основі інформаційно-комунікаційних технологій. Автори сформулювали підхід до побудови обчислюваної (computable) моделі ринку, що дає змогу балансувати попит і пропозицію на рівні локальних мереж і забезпечує інтелектуальну платформу для енергоменеджменту, інтегруючи як фізичні потоки електроенергії, так і інформаційні сервіси для формування рішень.
Розроблена модель враховує розподілений характер виробництва, гетерогенність учасників ринку та цифрові взаємодії, що сприяє ефективному управлінню балансом енергії в умовах непередбачуваних змін попиту і пропозиції. Це дає змогу не лише підтримувати стабільність роботи локальних енергетичних систем, а й поліпшувати інтеграцію відновлюваних джерел, підвищувати гнучкість ринку і знижувати витрати на балансування. Результати розділу мають значення для розроблення інтелектуальних платформ енергоринку та моделей розподіленого енергопостачання, які відповідають викликам сучасної енергетичної трансформації.
У розділі 10 “Perspectives from Life Cycle Analysis: Hydrogen Production Outlook and Contribution to SDGs” («Перспективи аналізу життєвого циклу: перспективи виробництва водню та внесок у досягнення цілей сталого розвитку», автори – старший науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор Надєжда Комендантова, спеціалістка з питань досліджень та політики Організації Об’єднаних Націй з промислового розвитку (Відень, Австрія) доктор Сміта Фокір і науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Тетяна Єрмольєва) проаналізовано перспективи виробництва водню як ключової технології для енергетичної трансформації та досягнення Цілей сталого розвитку ООН (UN SDGs) із використанням підходів Life Cycle Analysis (LCA).
У розділі розглянуто сучасні та перспективні технології виробництва низьковуглецевого водню, включно з водневим електролізом, піролізом метану, термохімічними циклами й іншими методами, а також оцінено їхні екологічні та соціально-економічні показники життєвого циклу (LCA-індикатори) в умовах високої невизначеності даних і технологічного розвитку.
Автори підкреслили, що, хоча перехід до зеленої водневої економіки є важливим складником декарбонізації енергетичних систем, існують суттєві ризики й невизначеності: обмеженість ресурсів води для виробництва водню, високі інвестиційні витрати, технологічна незрілість окремих процесів і регуляторні бар’єри.
Розділ також містить огляд літератури з LCA-досліджень водневих технологій, що дає змогу висвітлити потенційний внесок низьковуглецевого водню у досягнення Цілей сталого розвитку, враховуючи не лише зниження викидів, а й соціально-економічні аспекти — включно з витратами, зайнятістю, впливом на ресурси й інтеграцією у міжсекторальні системи (енергія–продовольство–вода).
Підсумки розділу сприяють формуванню інтегрованих підходів до оцінювання та планування впровадження водневої економіки, які можуть стати основою для політик підтримки декарбонізації, розвитку відновлюваних джерел енергії та забезпечення сталого розвитку в міжнародному і національному контексті.
У розділі 11 “Long-Term Photovoltaic Power Generation Forecasting Using Long Short-Term Memory Network: Insights into Stochastic Dynamics” («Довгострокове прогнозування виробництва сонячної енергії з використанням мережі довгострокової короткочасної пам’яті: дослідження стохастичної динаміки»; автори – науковий співробітник відділу прогнозування енергетичної ефективності та перспективних паливно-енергетичних балансів Інституту загальної енергетики НАН України доктор філософії Дмитро Матушкін, заступник директора з науково-організаційної роботи цього Інституту доктор технічних наук Артур Запорожець, завідувачка цього ж відділу Інституту кандидат технічних наук Валентина Станиціна і заступник директора з науково-організаційної роботи Інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України доктор технічних наук Володимир Артемчук) розроблено методи довгострокового прогнозування виробництва електроенергії сонячних фотоелектричних (PV) установок з урахуванням стохастичної динаміки змін погодних умов і параметрів сонячної генерації.
У цьому розділі використано нейронні мережі з довгою короткочасною пам’яттю (Long Short-Term Memory, LSTM) — сучасний підхід машинного навчання, здатний ефективно моделювати часові ряди з нелінійностями та стохастичними коливаннями. Автори пояснили, як моделювання PV-виробництва на основі реальних метеорологічних даних дає змогу підвищити точність прогнозів на горизонти до кількох місяців, зокрема в умовах інтеграції розподілених відновлюваних джерел енергії у сучасні енергетичні системи.
Практичні результати показали високу якість прогнозування (високу кореляцію між прогнозованими й фактичними значеннями), що свідчить про здатність LSTM-мереж адекватно відтворювати складні залежності між метеорологічними параметрами та виробництвом PV-енергії. Це має важливе значення для планування й балансування енергетичних систем, підтримки стабільної роботи розподілених мереж та інтеграції великої частки відновлюваних джерел, особливо в умовах зростання невизначеності у попиті й пропозиції електроенергії.
У розділі 12 “Second-Life EV Batteries Application for Energy Storage: Global Trends, Policies and Technologies” («Повторне застосування акумуляторів електромобілів у системах накопичення енергії: світові тенденції, політика і технології», автори – науковці Інституту загальної енергетики НАН України: науковий співробітник відділу прогнозування розвитку електроенергетичного комплексу Ганна Костенко, директор Інституту академік НАН України Віталій Бабак і заступник директора з науково-організаційної роботи Інституту доктор технічних наук Артур Запорожець) розглянуто сучасні тенденції, політики та технології використання батарей електромобілів (EМ) під час вторинного використання як елементів енергозберігаючих систем накопичення енергії.
У цьому розділі проаналізовано глобальний контекст феномену вторинного використання відпрацьованих літій-іонних батарей електромобілів, які, вичерпавши ресурси для активної служби у транспорті, все ще мають значний потенціал для стаціонарних застосувань, зокрема для накопичення енергії з відновлюваних джерел і підсилення енергетичної інфраструктури. Автори підкреслюють, що перепрофілювання таких батарей (second-life) подовжує їхній життєвий цикл, зменшує електронні відходи і сприяє досягненню принципів циркулярної економіки, одночасно зменшуючи необхідність видобувати нові ресурси та скорочуючи вплив на довкілля.
Особливу увагу приділено політичним і технологічним аспектам цієї практики на міжнародному рівні, зокрема модернізації нормативно-правових рамок, що стимулюють репрофілювання ЕМ-батарей для стаціонарних систем накопичення енергії, та інтеграції таких систем у мережі з високою часткою відновлюваної генерації. Розділ також оглядає ключові технічні виклики та рішення — від оцінювання стану здоров’я батарей до вимог до систем управління й безпеки, — що забезпечують надійну експлуатацію вторинних батарей у складних енергетичних середовищах.
Автори доходять висновку, що комбінований підхід до повторного використання та переробки батарей EV є оптимальною стратегією для стійкого управління ресурсами і підтримки енергетичної трансформації, а розвиток відповідних технологій та політик є ключовим для підсилення енергетичної безпеки й екологічної сталості.
У розділі 13 “Financial Model of Operation of Distributed Generation Power Plants with Energy Storage System in Synchronous and Isolated Mode” («Фінансова модель функціонування розподілених електростанцій із системою накопичення енергії в синхронному та ізольованому режимі»; автори – науковці Інституту загальної енергетики НАН України: науковий співробітник відділу прогнозування розвитку електроенергетичного комплексу доктор філософії Ігор Буратинський, провідний науковий співробітник цього відділу кандидат технічних наук Тетяна Нечаєва і заступник директора з науково-організаційної роботи Інституту доктор технічних наук Артур Запорожець) розглянуто фінансову модель функціонування розподілених енергетичних генераційних установок у поєднанні з системами накопичення енергії (ESS) за умов синхронного й ізольованого режимів роботи енергетичного вузла.
У цьому розділі сформовано математичну постановку задачі балансування попиту і пропозиції електричної енергії для енергетичного вузла з потужністю до 4 МВт, що включає розподілені генераційні установки (вітрові, сонячні), резервну газову електростанцію та ESS. Розроблено підхід до оцінювання фінансових потоків, що визначають собівартість виробництва, доходи учасників ринку та витрати на реалізацію й експлуатацію систем у двох режимах:
– синхронному, де електроенергія продається на ринку «на добу наперед», а оператор ESS надає допоміжні послуги для регулювання частоти й активної потужності;
– ізольованому, де вузол повністю забезпечує споживання власними ресурсами, а собівартість електроенергії формується з урахуванням усіх витрат на виробництво та зберігання.
Отримані чисельні оцінки показують, що перехід від синхронного до ізольованого режиму підвищує дисконтований період окупності системи розподіленої генерації з ESS з приблизно 5,5 року до 8,7 року. Це дає змогу критично оцінити економічну ефективність таких комплексів у різних експлуатаційних умовах і слугує інструментом для ухвалення обґрунтованих інвестиційних рішень щодо впровадження розподілених відновлюваних і накопичувальних технологій в енергетиці.
У розділі 14 “Smart Micro-Grids of Renewable Energy as an Element of the Nexus of Sustainable Development” («Розумні мікромережі відновлюваної енергії як елемент зв'язку сталого розвитку»; автори – науковці Інституту економіки та прогнозування НАН України: заступник директора з наукової роботи Інституту академік НАН України Андрій Гриценко та провідний науковий співробітник сектору цифрової економіки відділу економічної теорії доктор економічних наук, професор Володимир Липов) досліджено особливості розвитку «розумних» мікромереж відновлюваної енергії як важливого елементу комплексних систем сталого розвитку «енергія–вода–продовольство–суспільство–довкілля».
У цьому розділі розкрито організаційні форми, переваги, критичні чинники та механізми стимулювання розвитку мікромереж, які здатні функціонувати як локальні енергетичні підсистеми з інтелектуальним управлінням потоками енергії, акумуляцією надлишкової генерації та забезпеченням якості енергії. Автори підкреслили ключову роль смарт-мікромереж у створенні ланцюгів доданої вартості на рівні локальних громад, де вони стимулюють економічну діяльність, сприяють енергетичній безпеці та зменшують залежність від централізованих енергетичних систем.
Проаналізовано основні напрямки функціонування смарт-мереж — від управління енергетичними потоками й акумуляцією енергії до організації сервісів, взаємодії на енергетичних ринках та інтеграції з національними системами. Автори довели, що такі мікромережі сприяють підвищенню екологічної стабільності територій, скороченню строків окупності обладнання, зростанню можливостей громад в ухваленні рішень щодо енергетичної самодостатності та прискорюють перехід до декарбонізованої та демократичної енергетичної парадигми.
Ці результати підкреслюють важливість розумних мікромереж відновлюваної енергії як складника на шляху до досягнення Цілей сталого розвитку ООН, оскільки вони поєднують технічні, економічні та соціальні аспекти енергетичної трансформації на рівні локальних громад і національних енергетичних систем.
У розділі 15 “Social Resilience of the Ukrainian Economy for Post-war Recovery, Solidarization and Sustainable Development” («Соціальна резильєнтність економіки України в контексті післявоєнного відновлення, солідаризації та сталого розвитку»; автори – науковці Інституту економіки та прогнозування НАН України: директор Інституту академік НАН України Валерій Геєць, провідний науковий співробітник сектору інституційної економіки відділу економічної теорії доктор економічних наук, доцент Тетяна Бурлай і завідувачка відділу соціоекономіки праці член-кореспондент НАН України Вікторія Близнюк) проаналізовано соціальну стійкість економіки України в умовах повоєнної відбудови, солідаризації суспільства та сталого розвитку.
У цьому розділі обґрунтовано концептуальну модель соціальної стійкості національної економіки, що базується на таких трьох ключових компонентах: зайнятість і трудовий потенціал, платоспроможний попит споживачів, соціальна підтримка населення. Автори підкреслюють, що багатовимірна соціальна стійкість критично важлива для України, щоб витримати великомасштабні військові шоки, забезпечити ефективну повоєнну відбудову й сприяти досягненню Цілей сталого розвитку ООН до 2030 року.
Досліджено основні соціальні ризики, що можуть загрожувати повоєнній стабільності українського соціуму. Серед них, зокрема, подальший розвиток демографічної кризи, зростання рівня бідності, диференціація соціального середовища через масові вимушені переселення громадян, надмірне поширення нелегальної зброї в повоєнній Україні, недостатня адаптація ветеранів війни до цивільного життя. Автори наголошують на необхідності розроблення та впровадження державної політики, спрямованої на мінімізацію цих загроз і зміцнення соціальної стійкості країни.
Результати розділу можуть стати основою для формування стратегій соціальної політики та програм підтримки для стабільного відновлення української економіки, підвищення якості життя громадян і зміцнення продовольчо-енергетично-водно-соціально-екологічної (FEWSE) безпеки в умовах сучасних викликів.
У розділі 16 “Modeling and Forecasting of Structural Development Factors and Priority Types of Economic Activity in Post-war Ukraine” («Моделювання та прогнозування структурних факторів розвитку та пріоритетних видів економічної діяльності у повоєнній Україні»; автори – науковці Інституту економіки та прогнозування НАН України: директор Інституту академік НАН України Валерій Геєць і головний науковий співробітник з покладанням обов’язків завідувача відділу моделювання та прогнозування економічного розвитку член-кореспондент НАН України Марія Скрипниченко) розглянуто моделювання та прогнозування структурних факторів розвитку і пріоритетних видів економічної діяльності для повоєнного господарського відновлення України.
У цьому розділі сформульовано розширену виробничу функцію, яка включає містить інтегральні показники структурних факторів і дає змогу кількісно оцінити вплив воєнної агресії Російської Федерації на соціально-економічну динаміку України. На основі цієї моделі побудовано альтернативні сценарні прогнози (Baseline Scenario/EFF та Downside Scenario/EFF) макроекономічних показників із урахуванням різних варіантів зовнішньої фінансової допомоги, зокрема прогнозів Міжнародного валютного фонду, а також обґрунтовано пріоритетні тенденції розвитку – інноваційно-технологічні й гуманітарні, а також ключові «сектори-детермінанти» повоєнної економіки (оборонно-промисловий комплекс, аграрний сектор, будівництво, торгівля).
Особливу увагу в розділі приділено діагностуванню структурних дисбалансів і формуванню стратегічних напрямів економічної політики, що сприяють переходу від традиційної сировинно-аграрної, імпортозалежної моделі до моделі, заснованої на досягненнях науки, високих технологіях і новому технологічному укладі. На цій основі розроблено пропозиції щодо пріоритетів державної політики для сталого розвитку економіки України у найближчій перспективі (до 2027 року).
Ці результати важливі для формування обґрунтованих стратегій макроекономічного планування, адаптаційних механізмів відновлення та політик стимулювання драйверних секторів економіки, що забезпечать стійкість і конкурентоспроможність України у повоєнний період.
У розділі 17 “Modern Challenges of Planning and Modeling the Post-war Reconstruction of Ukraine’s Agriculture Based on the UN Integrated Human Rights Approach” («Сучасні виклики планування та моделювання повоєнної відбудови сільського господарства України на основі комплексного підходу ООН, орієнтованого на права людини»; автори – завідувачка відділу економіки і політики аграрних перетворень Інституту економіки та прогнозування НАН України академік НАН України Олена Бородіна, науковий співробітник IIASA (Лаксенбург, Австрія) доктор філософії Тетяна Єрмольєва, провідний науковий співробітник відділу економіки і політики аграрних перетворень Інституту економіки та прогнозування НАН України кандидат економічних наук Віктор Яровий і науковий співробітник цього відділу кандидат економічних наук Олексій Фраєр) проаналізовано сучасні виклики планування й моделювання повоєнної відбудови сільського господарства України з урахуванням інтегрованого підходу, орієнтованого на права людини, у контексті Стратегічної рамки співробітництва ООН із сталого розвитку (UNSDCF).
Автори оглянули національні моделі сталого розвитку аграрного сектору та сільських територій, спільно розроблені Інститутом економіки та прогнозування НАН України і Міжнародним інститутом прикладного системного аналізу, й обґрунтували необхідність інтеграції підходу, що враховує права людини, для розподілу ресурсів, відтворення земель і забезпечення продовольчої безпеки протягом повоєнної реконструкції.
У розділі виокремлено ключові проблеми, що стримують відбудову аграрного сектору. Серед них – дискримінаційні умови на ринку земель, недостатня підтримка малих фермерів, забрудненість ґрунтів унаслідок бойових дій, виклики європейської інтеграції. Автори пропонують розширити національні моделі планування, що поєднують економічні, екологічні та соціальні індикатори, шляхом інтеграції в моделі ціннісних принципів прав людини і сталого розвитку. Це сприятиме еквівалентному доступу до ресурсів, сталому землекористуванню й довгостроковому відновленню сільського господарства.
Отримані результати можуть стати основою для розроблення політик і стратегій, які забезпечать резильєнтність аграрного сектору України, продовольчу безпеку та соціально-економічну стабільність у повоєнний період, узгоджуючи національні пріоритети з Цілями сталого розвитку ООН.
У розділі 18 “Fuzzy Cognitive Maps in Corn Yield Forecast» («Нечіткі когнітивні карти в прогнозі врожайності кукурудзи”; автори – головний науковий співробітник відділу геоінформаційних технологій в дистанційному зондуванні Землі Наукового центру аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України доктор технічних наук Світлана Кохан, директор цього Центру член-кореспондент НАН України Михайло Попов, доцент кафедри аерокосмічної геодезії та землеустрою факультету архітектури, будівництва та дизайну Національного університету «Київський авіаційний інститут» кандидат технічних наук Софія Альперт, молодший науковий співробітник відділу геоінформаційних технологій в дистанційному зондуванні Землі Наукового центру аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України доктор філософії Артем Андреєв, старший науковий співробітник цього відділу кандидат технічних наук Олег Дроздівський, аспірантка лабораторії технічних засобів дистанційного зондування Землі цього відділу Юлія Темна, молодший науковий співробітник цієї лабораторії Оксана Сибірцева та провідний інженер лабораторії Єлизавета Дорофей) запропоновано метод прогнозування врожайності кукурудзи на основі нечітких когнітивних карт (Fuzzy Cognitive Maps), що поєднують експертні знання і кількісні дані для моделювання впливів ключових чинників на врожайність.
У цьому розділі розроблено модель Fuzzy Cognitive Map (FCM), де вузли відображають головні чинники, що впливають на врожай кукурудзи (кліматичні параметри, властивості ґрунту, індекси вегетації), а спрямовані ребра зваженої мережі показують силу впливу цих чинників на кінцевий показник врожаю. Автори проаналізували ефективність обраних предикторів і показали, що кліматичні та ґрунтові індикатори (FPAR, LST, SSM) забезпечують відносну похибку прогнозу на рівні 5,1–10 %, тоді як показники вегетаційного стану (LAI, NDVI та MSAVI) дають прийнятну похибку 10,1–15 %, що відповідає типовим вимогам агропрактики.
Результати цього розділу мають важливе прикладне значення для систем прогнозування врожайності культури, адаптованих до змін клімату й варіабельності природних умов, і можуть використовуватися для планування агровиробництва, оцінювання продовольчої безпеки та підтримки рішень в аграрному секторі в умовах сучасних викликів глобального зміни клімату.
У розділі 19 “Assessment of the Socio-Natural Development of Ukraine Oblasts in the Conditions of Modern Challenges” («Оцінка соціально-природного розвитку областей України в умовах сучасних викликів»; автори – завідувачка відділу енергомасообміну в геосистемах Наукового центру аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України кандидат географічних наук Леся Єлістратова, науковий співробітник цього відділу кандидат геологічних наук Олександр Апостолов, директор Центру оцінювання діяльності наукових установ та наукового забезпечення розвитку регіонів України НАН України кандидат фізико-математичних наук Олександр Бахонський, учений секретар цього Центру кандидат хімічних наук Галина Кузьмінська, провідний інженер відділу енергомасообміну в геосистемах Наукового центру аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України Максим Тимчишин і старший науковий співробітник цього відділу кандидат геолого-мінералогічних наук Артур Ходоровський) комплексно оцінено соціально-природний розвиток областей України в умовах сучасних викликів на основі обчислення інтегральних індексів, що враховують як соціальні й економічні, так і природні компоненти.
Автори розробили й застосували методику розрахунку індексу соціально-природного розвитку (Socio-Natural Development Index, SDI), що інтегрує дані про економічні показники (ВРП, доходи населення, тривалість життя) і біотичні параметри (стан біоти, оцінений за супутниковими даними MODIS) для кожної адміністративної області України. Для опрацювання даних використано статистичну інформацію Державної служби статистики України та супутникові дані про стан рослинності й біоту місцевостей.
Результати дослідження показали, що області з вищими рівнями економічного розвитку не завжди мають кращі природні умови. Це свідчить про складну взаємодію економічних і екологічних чинників розвитку. Наприклад, за індексом SDI лідерами виявилися Закарпатська, Івано-Франківська, Львівська, Волинська й інші області, тоді як Донеччина, Харківщина, Запоріжжя, Миколаївщина і Херсонщина характеризуються низьким рівнем розвитку біоти через сильний антропогенний тиск. Розділ підкреслює необхідність врахування соціально-екологічних аспектів у формуванні політик регіонального розвитку та повоєнної відбудови України, що дасть змогу збалансувати економічні й природо-ресурсні пріоритети.
У розділі 20 “Physics-Informed Neural Networks for Weak Solutions in Budyko–Sellers Climate Models” («Фізично-орієнтовані нейронні мережі для слабких рішень у кліматичних моделях Будико-Селлерса»; автори – науковці Навчально-наукового комплексу «Інститут прикладного системного аналізу» Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» МОН України та НАН України: науковий керівник цього Навчально-наукового комплексу академік НАН України Михайло Згуровський, директор Навчального-наукового комплексу член-кореспондент НАН України Павло Касьянов, молодший науковий співробітник доктор філософії Людмила Левенчук, аспірант Владислав Новиков і старший науковий співробітник кандидат фізико-математичних наук Лілія Палійчук) запропоновано новий підхід до моделювання кліматичних процесів на основі нейронних мереж із фізичною інформованістю (Physics-Informed Neural Networks, PINNs) для розв’язання слабких (weak) рішень у моделі енергетичного балансу атмосфери Budyko–Sellers.
У цьому розділі досліджено кліматичну модель Budyko–Sellers, що описує баланс між поглиненою сонячною радіацією та випромінюваною тепловою енергією на поверхні Землі. Через складність і нелінійність диференційних рівнянь класичні чисельні методи часто не здатні ефективно знаходити узагальнені рішення. Автори запропонували PINNs-підхід, що інтегрує фізичні закони безпосередньо в структуру нейромережі. Це дає змогу апроксимувати слабкі розв’язки таких задач.
Запропоновану методику продемонстровано на прикладі чисельних симуляцій, які підтверджують високу точність і обчислювальну ефективність PINNs порівняно із традиційними підходами. Результати розділу мають велике значення для поліпшення моделей кліматичної динаміки, що критично важливо для оцінювання впливу зміни клімату й розроблення адаптивних стратегій у сфері сталого розвитку та кліматичної політики.
У розділі 21 “Gridded Observation-Based Climate Datasets of Ukraine” («Сіткові кліматичні дані України (на основі станційних спостережень)»; автори – науковці Українського гідрометеорологічного інституту ДСНС України та НАН України: директор Інституту академік НАН України Володимир Осадчий, старший науковий співробітник відділу фізики атмосфери, кандидат географічних наук Олеся Скриник, старший науковий співробітник відділу фізики атмосфери, кандидат географічних наук Людмила Паламарчук, старший науковий співробітник відділу фізики атмосфери, доктор філософії Владислав Сіденко, старший науковий співробітник цього ж відділу, кандидат географічних наук Дмитро Ошурок, інженер першої категорії відділу фізики атмосфери Ігор Кравченко та старший науковий співробітник відділу фізики атмосфери, кандидат фізико-математичних наук Олег Скриник) представлено розроблені сіткові кліматичні бази даних для території України, що є важливою науковою основою для моніторингу та досліджень клімату, його прогнозування, розроблення та впровадження національної адаптаційної політики щодо зміни клімату. Набори даних містять місячні та добові значення атмосферних опадів і приземної температури повітря (мінімальна, середня і максимальна) з періодом охоплення 1946–2020 рр. та просторовою роздільною здатністю ~10 км × 10 км (0.1° × 0.1°).
У цьому розділі представлено результати опрацювання місячних і добових даних 178 метеорологічних станцій України, які частково було отримано із різних паперових носіїв. Дані опрацьовано відповідно до вимог та рекомендацій Всесвітньої метеорологічної організації, що включало проведення детального контролю якості, кліматологічної гомогенізації (виявлення та вилучення станційних сигналів із часових рядів) та грідінгу на основі геопросторового моделювання. Результатом стало створення двох ключових продуктів: ClimUAm (місячні сіткові ряди температур і опадів) та ClimUAd (добові сіткові ряди), які мають велике прикладне і теоретичне значення для подальших кліматичних досліджень, моніторингу клімату, його моделювання і розроблення адаптаційних заходів у різних секторах економіки й екології.
Наведені результати мають важливе значення для розбудови наукової інфраструктури України у сфері кліматичних даних і є цінним ресурсом для мультидисциплінарних досліджень у контексті забезпечення сталого розвитку продовольчо-енергетично-водно-соціально-екологічних систем (FEWSE).
У розділі 22 “Role of Natural Disasters and Anthropogenic Upheavals in Complex Atmosphere-Chemistry Interactions and Feedbacks” («Роль надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру у складній взаємодії та зворотних зв’язках між атмосферними процесами і хімічним складом атмосфери»; автори – науковці Українського гідрометеорологічного інституту ДСНС України та НАН України: завідувач лабораторії моніторингу атмосферного повітря відділу моніторингу атмосфери кандидат географічних наук Михайло Савенець, старший науковий співробітник лабораторії дослідження впливу кліматичних змін на водні ресурси доктор філософії Лариса Писаренко, старший науковий співробітник лабораторії моніторингу атмосферного повітря відділу моніторингу атмосфери кандидат географічних наук Людмила Надточій і директор Інституту академік НАН України Володимир Осадчий) проаналізовано вплив природних і техногенних надзвичайних ситуацій на складні взаємодії між метеорологічними процесами та хімічним складом атмосфери в контексті сучасних екологічних викликів.
У цьому розділі розглянуто широкий спектр процесів, що виникають унаслідок природних лих (лісові пожежі, посухи) і антропогенних впливів (вибухи, військові дії, техногенні катастрофи), які призводять до додаткових викидів аерозольних частинок та інших забруднювачів. Автори докладно описали вплив аерозолів на радіаційний баланс, температурно-вологісний режим атмосфери, формування хмарності, а також про те, як ці процеси можуть посилювати наслідки кліматичних змін.
Особливу увагу приділено аналізу зміни аерозольного складу атмосферного повітря після руйнування Каховської ГЕС, зникнення Каховського водосховища й утворення нових джерел викидів пилу, що може впливати на якість атмосферного повітря в регіоні. Автори використали комбінацію даних дистанційного зондування і «безшовного» чисельного моделювання, що дозволило виявити взаємозв’язки між аерозольними компонентами і змінами метеорологічних умов.
Наведені результати мають важливе значення для розуміння наслідків впливу надзвичайних ситуацій природного і техногенного характеру на комплексні атмосферні процеси, що критично важливо для моделювання зміни клімату, оцінювання екологічних ризиків і розроблення заходів з адаптації до зміни умов довкілля в Україні і світі.
У розділі 23 “Impact of Military Operations on the Hydrochemical Composition of Aquatic Ecosystems in Ukraine” («Вплив військових операцій на гідрохімічний склад водних екосистем в Україні»; автори – доцент кафедри фізичної географії географічного факультету Волинського національного університету імені Лесі Українки кандидат географічних наук Валентина Стельмах, доцент цієї кафедри кандидат географічних наук Тетяна Павловська, доцент кафедри екології факультету аграрних технологій та екології Луцького національного технічного університету кандидат географічних наук Віталіна Федонюк, доцент кафедри фізичної географії географічного факультету Волинського національного університету імені Лесі Українки кандидат біологічних наук Юрій Білецький і заступник директора з науково-організаційної роботи Інституту загальної енергетики НАН України доктор технічних наук Артур Запорожець) проаналізовано вплив військових дій на водні екосистеми України через зміну гідрохімічного складу поверхневих вод у річках і озерах.
У цьому розділі автори розглянули наслідки масових руйнувань інфраструктури водопостачання та водоочищення внаслідок бойових дій, зокрема руйнування фільтраційних станцій, очисних споруд, дамб і водосховищ, що призводить до деградації якості води і порушення природних гідрохімічних процесів. Було досліджено вплив вибухових пристроїв, затоплення територій, пошкодження нафтових сховищ і потрапляння технічних рідин у річкові басейни, включно з Дніпром, Південним Бугом та іншими водотоками.
Автори проаналізували гідрохімічні параметри води на контрольних ділянках, розташованих у районах із різною інтенсивністю бойових дій, і встановили ключові зміни у концентраціях хімічних елементів, показників забруднення й інших індикаторів якості води. На основі отриманих даних сформовано пріоритетні практичні рекомендації щодо контролю якості води, моніторингу стану водних ресурсів і заходів для відновлення екологічної безпеки водних екосистем у повоєнний період.
Результати цього дослідження мають велике значення для розроблення науково обґрунтованих стратегій управління водними ресурсами і природоохоронної політики, що сприятимуть відновленню та сталому розвитку водних екосистем України після завершення військових дій.
У розділі 24 “Mathematical Model for Assessing the Instability in Complex Systems Under Pandemics and Systemic Risks” («Математична модель для оцінки нестабільності складних систем в умовах пандемій та системних ризиків»; автори – науковці відділу математичних методів дослідження операцій Інституту кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України: старший науковий співробітник кандидат біологічних наук Костянтин Атоєв і завідувач відділу член-кореспондент НАН України Павло Кнопов) розроблено математичну модель для оцінювання появи й розвитку нестабільності у роботі складних соціально-економічних систем під впливом пандемій та системних ризиків.
У цьому розділі запропоновано підхід, що базується на аналізі наближення параметрів системи до їхніх біфуркаційних (перехідних) значень, використовуючи методи теорії гладких функцій для кількісного оцінювання ризику виникнення кризових явищ у різних секторах економіки. Автори побудували шестисекторну модель типу Лоренца з варіабельними коефіцієнтами, яка дає змогу інтегрувати різні галузі економіки в єдину структуру та проаналізувати їхню реакцію на зовнішні шоки.
Результати моделювання уможливлюють прогнозування розвитку кризових режимів, вибір стратегії забезпечення заданого рівня безпеки, дослідження появи різких змін поведінки системи та ранжування різних типів загроз, а також виявлення «слабких ланок», що суттєво впливають на формування нестабільності й викривлення простору безпеки. Такий підхід має велике значення для кількісного оцінювання ризиків і формування адаптивних стратегій управління в умовах невизначеності, що виникають під час пандемій, геополітичних потрясінь і системних криз.
У розділі 25 “Comprehensive Analysis of Robust Preventive and Adaptive Measures for Managing Food, Energy, Water and Social Sectors in the Context of Systemic Risks and Consequences of COVID-19” («Комплексний аналіз надійних превентивних і адаптивних заходів для управління продовольчим, енергетичним, водним і соціальним секторами в контексті системних ризиків і наслідків COVID-19»; автори – науковці Інституту демографії та досліджень якості життя НАН України: заступник директора з наукової роботи Інституту доктор економічних наук Михайло Хвесик, завідувач відділу просторового розвитку та якості життя доктор економічних наук, професор Ігор Бистряков, завідувач відділу природних ресурсів та екологічної безпеки доктор економічних наук, професор Людмила Левковська, завідувач відділу екосистемних послуг та природоохоронних територій доктор економічних наук Анатолій Сундук і головний науковий співробітник відділу природних ресурсів та екологічної безпеки доктор економічних наук Ганна Обиход) комплексно проаналізовано превентивні й адаптивні заходи управління продовольчою, енергетичною, водною та соціальною сферами в контексті системних ризиків, спричинених пандемією COVID-19.
У цьому розділі автори докладно досліджують прямі, непрямі та вторинні наслідки політики боротьби з пандемією на природне середовище і функціонування міжсекторальних систем, підкреслюючи, що обмежувальні заходи (локдауни, карантинні режими) впливали не лише на здоров’я людей, а й на структуру водних ресурсів, екосистемні послуги, інституції управління водою та соціально-економічну динаміку.
Автори також обґрунтували системний підхід до розроблення політик і заходів, що поєднують превентивні (ex-ante) й адаптивні (ex-post) дії для зменшення вразливості секторальних систем, включно з інституційними механізмами захисту та гнучкими алгоритмами реагування під час кризових ситуацій. Вони виокремили ключові принципи створення дорожніх карт (road maps) та інституційної бази для системного управління водними ресурсами, екосистемними послугами і соціально-економічними процесами у постпандемічний період.
Результати цього розділу мають велике значення для формування стійких стратегій управління продовольчими, енергетичними, водними та соціальними системами, що враховують як наслідки глобальних пандемій, так і потенційні системні ризики майбутнього, та можуть використовуватися під час розроблення політик, спрямованих на підвищення резильєнтності суспільства у комплексних кризових умовах.
У розділі 26 “Consequences of COVID-19 and Systemic Risks as an Impetus for the Development of Robust Preventive and Adaptive Measures of the Governance of the Healthcare System of Ukraine” («Наслідки COVID-19 та системні ризики як поштовх для розробки надійних превентивних та адаптивних заходів управління системою охорони здоров’я України»; автори – науковці Інституту демографії та досліджень якості життя НАН України: завідувач відділу демографічного моделювання та прогнозування доктор економічних наук, професор Дмитро Шушпанов, головний науковий співробітник цього відділу доктор економічних наук Марина Пугачова і заступник директора з наукової роботи Інституту член-кореспондент НАН України Олександр Гладун) проаналізовано наслідки пандемії COVID-19 і пов’язаних системних ризиків для функціонування охорони здоров’я й управління нею в Україні, а також визначено ключові превентивні й адаптивні заходи для підвищення стійкості цієї критичної сфери.
Автори розділу досліджують структурні проблеми у системі охорони здоров’я, що загострилися внаслідок пандемії, зокрема нестачу медичних кадрів, нерівномірне забезпечення ресурсами та недостатню міжсекторну координацію. На основі порівняння жорсткості державних карантинних заходів і перебігу COVID-19 оцінено надлишкову смертність і вплив епідемії на структуру причин смертності. Це дало змогу виокремити аспекти, що послаблюють здатність системи реагувати на глобальні потрясіння.
Автори запропонували науково обґрунтовані рекомендації щодо посилення адаптивності та стійкості системи охорони здоров’я, зокрема вдосконалення законодавчої бази, оптимізацію розподілу людських і матеріальних ресурсів і розбудову механізмів оперативної міжсекторної співпраці під час кризових ситуацій. Ці заходи спрямовані на підвищення здатності системи охорони здоров’я адекватно протистояти майбутнім пандемічним викликам та іншим великим системним ризикам, що виникають у сучасних умовах.
У розділі 27 “Challenges Faced by Ukrainian Families During COVID-19 and the Government’s Response to Them” («Виклики, з якими стикаються українські сім'ї під час COVID-19, та реакція уряду на них»; автори – науковці відділу досліджень демографічних процесів та демографічної політики Інституту демографії та досліджень якості життя НАН України: завідувачка відділу доктор економічних наук, професор Ірина Курило та провідні наукові співробітники кандидати економічних наук Світлана Аксьонова, Людмила Слюсар і Борис Крімер) досліджено соціально-економічні виклики, з якими стикалися українські сім’ї під час пандемії COVID-19, і оцінено реакцію державних органів на ці виклики.
У цьому розділі проаналізовано чимало аспектів повсякденного життя родин в Україні під час пандемії, включно з тим, як карантинні обмеження й епідеміологічні ризики вплинули на економічну ситуацію, розподіл домашніх обов’язків і гендерні ролі. Зокрема, показано, що основний тягар ситуації лягав на жінок, адже вони значною мірою опікувалися доглядом за дітьми, організацією дистанційного навчання та підтримкою побуту в умовах локдаунів, що суттєво загострило їхню соціально-економічну вразливість.
Автори також розглянули проблеми надання соціальної підтримки сім’ям із дітьми, людям літнього віку й особам з інвалідністю, серед яких недостатня якість і охоплення відповідних державних програм. Досліджено вплив карантинних заходів на домашню атмосферу, що супроводжувався загостренням побутових конфліктів, зростанням випадків домашнього насильства, а також труднощами з доступом до достатньої житлової площі під час тривалого спільного перебування членів сім’ї вдома.
У фінальній частині розділу оцінено реакцію Уряду України на зазначені виклики, включно з фінансовими підтримками та соціальними програмами, і зроблено висновок щодо їхньої неповної ефективності й необхідності розроблення ґрунтовних, цілеспрямованих заходів соціального захисту для захисту сімей та побудови стійкішого соціального середовища в умовах пандемій і майбутніх криз.
У розділі 28 “Losses in the Quality of Life Under COVID-19” («Зниження якості життя в період пандемії COVID-19»; автори – науковці відділу дослідження якості життя населення Інституту демографії та досліджень якості життя НАН України: завідувачка відділу кандидат економічних наук Людмила Черенько та старші наукові співробітники кандидати економічних наук Юлія Клименко й Анна Реут) проаналізовано вплив пандемії COVID-19 на якість життя населення України і зростання ризику бідності серед різних соціальних груп, що посилило наявні соціально-економічні виклики.
У цьому розділі систематично оцінено, як впровадження карантинних обмежень і зниження доходів вплинуло на рівень добробуту різних категорій домогосподарств, зокрема тих, які мали безробітних членів сім’ї, низький рівень освіти чи обмежені джерела доходу. Автори показали, що значна частина населення опинилася нижче межі бідності у 2020–2021 роках, порівняно з гіпотетичними сценаріями без пандемії, що свідчить про суттєві соціально-економічні втрати якості життя через скорочення робочих місць, падіння доходів і нерівний доступ до цифрових технологій.
Особливу увагу приділено диференційованому впливу кризи на різні групи населення – від домогосподарств із багатьма утриманцями до одиноких батьків і літніх пенсіонерів, які зазнали найгірших наслідків. Автори також розглянули гендерні відмінності в досвіді переживання соціальних наслідків пандемії, зокрема зміну моделей ухвалення рішень і перерозподіл соціальних ролей у суспільстві.
Результати, наведені у цьому розділі, сприяють кращому розумінню соціальних наслідків глобальних криз для якості життя населення, що є важливою науковою базою для формування політик соціального захисту, програм підтримки вразливих груп і адаптаційних стратегій у період подолання наслідків пандемії та інших масштабних системних ризиків.
За інформацією Комітету із системного аналізу НАН України