Tartalom
A fejezet céljai: A fejezetben megismerjük a modellezés szerepét a környezeti kutatásokban, a rendszer és modell kapcsolatát, a rendszerelméleti elgondolásokat. Példákat találunk a modellek földrajzi alkalmazásaira, osztályozására, típusaira. Végigkövetjük a modellek tesztelésének főbb lépéseit.
Szükséges ismeretek, fogalmak: környezeti információ, kölcsönhatás, absztrakció, zárt és nyílt rendszer, determinisztikus és sztochasztikus folyamatok, kvantitatív, kvalitatív, fekete-szürke-fehér doboz modellek, tömegegyensúly, energiamegmaradás, tároló egyenletek, verifikáció, kalibráció, validáció.
„… more glamorous to polish mathematical equations (even bad ones) in the office than muddied boots (even good ones) in the field.” /Klemes, J./
Kutatáson, hagyományos értelmezés szerint, a (környezeti) rendszerek természetes és kísérleti körülmények közötti megfigyelését, tanulmányozását értjük. Ezek a megfigyelések segítik a kutatót annak eldöntésében, hogy milyen hipotéziseket állíthat fel a rendszerek felépítéséről és működéséről. A hipotézisek további megfigyelésekkel tesztelhetők és amennyiben igaznak bizonyulnak, azaz megfelelően írják le a rendszert és annak szerkezetét, funkcióit, akkor nevezhetjük végül is ezeket tesztelt elméleteknek, vagy általános törvényeknek.
Mit is ért a tudományos kutató modellen? A modell a valóság absztrakciója, amely a modellezés céljának megfelelő legegyszerűbb módon reprezentálja a komplex valóságot. Az a jó modell, amelyik a legkevesebb paraméterrel és legkisebb komplexitással legjobban megközelíti a valóságot. A modellezés nem helyettesítheti a megfigyelést, de hozzásegíthet a megfigyelések megértéséhez, elméletek kidolgozásához és teszteléséhez.
A modellezés, a tudományos kutatás részeként, az 1950-es évektől vált egyre jelentősebbé. Ezt a folyamatot a modellezési technikák és a számítástudomány fejlődése, a környezeti rendszerek megismerésének egyre nagyobb igénye, valamint az idő- és térbeli extrapoláció, azaz az előrejelzés fontosságának felismerése segítette elő. Gyorsan a környezetkutatók eszköztárának fontos alkotóelemévé vált az ökoszisztémák, a környezet és a különböző populációk – köztük az emberi – kölcsönhatásainak vizsgálatában. Az interakciók megértése, az ember környezetre gyakorolt hatásának egyre mélyebb feltárása és tevékenységének fenntarthatóvá tétele az elmúlt évtizedekben mind fontosabbá vált és ez napjaink legnagyobb globális kihívása.
A környezettudós, geográfus, ökológus szakember a szaktudományok (biológus, fizikus, vegyész, stb.) képviselőihez képest az absztrakció egy sokkal magasabb szintjén vizsgálja a rendszereket (Wainwright, J., Mulligan, M. 2004).