პროგრამული დაფინანსებით გათვალისწინებული სამეცნიერო-კვლევითი პროექტები

რეზიუმე

პროექტი ითვალისწინებდა ამინდისა და კლიმატის ცვალებადობის გამომწვევი ბუნებრივი და ხელოვნური ფაქტორების შესწავლას, მათ გათვალისწინებას საპროგნოზო მოდელებში, ატმოსფერული პროცესების პროგნოზირების სამეცნიერო ასპექტების და ამინდის მოკლევადიანი პროგნოზის ხარისხის გაუმჯობესებას საქართველოში, რეგიონული მრავალ-მოდელიანი ანსამბლური მეთოდის გამოყენებით. პროექტის სამეცნიერო სიახლე მდგომარეობს აღნიშნული რეგიონული მრავალმოდელიანი ანსამბლის მეთოდის პირველად გამოყენებაში ამიერკავკასიის ტერიტორიისათვის, ალბათური პროგნოზის შედგენასა და ექსტრემალური პროგნოზის ინდექსის შემუშავებაში, რასაც ახლავს ატმოსფერული ფიზიკის, მათემატიკური მოდელირებისა და ინფორმაციული ტექნოლოგიების უამრავი სამეცნიერო-ტექნოლოგიური ამოცანის გადაჭრა და გამოყენება.

განხორციელდა შერჩეულ მიკრორეგიონებზე (მაგალითად თბილისის, ახალციხის, ქვაბური) ძირითადი მეტეოროლოგიური ელემენტების: ატმოსფერული წნევის, ტემპერატურის (მაქსიმალური, მინიმალური, საშუალო), ნალექების (ფარდობითი სინოტივის), ქარის (მაქსიმალური, მინიმალური, საშუალო), განსაკუთრებული ატმოსფერული მოვლენების (ქარბორბალა, სეტყვა, დიდ თოვლიანობა, უხვი ნალექები) მრავალწლიური (არა ნაკლები ათი წლისა) მნიშვნელობების სტატისტიკური მასალის მოპოვება.

მოხდა მოპოვებული რიცხვითი მასალის დამუშავება და გამზადდა მონაცემთა ბაზა მოდელური ამოცანების გათვლისათვის. მოდელისათვის საჭირო სათვლელი ბადის იმ წერტილებში, სადაც მეტეოროლოგიური დაკვირვებები არ მიმდინარეობს (არც სტაციონალური და არც ექსპედიციური), შეფასდა გიპსომეტრული სიმაღლე ზღვის დონიდან ე.წ. ორმაგი გასაშუალების მეთოდით. მიმდინარეობს სიმაღლის მიხედვით წნევის სიდიდის შეფასება და დაითვლება შესაბამისი გრადიენტები.

შეფასდება შერჩეულ რეგიონებზე ქარის კინეტიკური ენერგია, ჩვენს მიერ უკვე მიღებული და გამოქვეყნებული ფორმულით. სასურველია აგრეთვე სასაზღვრო ფენისათვის განისაზღვროს W სიჩქარე დიუბუკის ფორმულით, მოხდეს შედეგების შედარებები და შეფასებები.

შესრულებულია შემდეგი სამუშაოები: კვლევასთან დაკავშირებული ლიტერატურის გაცნობა/დამუშავება. მყინვარების თანამედროვე მდგომარეობის შესასწავლად GLIMS-ის და Landsat მონაცემთა ბაზის გამოყენებით თანამგზავრული სურათების მოპოვება და დამუშავება. საქართველოს ცალკეული მყინვარების არეალის კონტურების დაზუსტება.

ჰიდრომეტეოროლოგიის ინსტიტუტის მიერ წყლის რესურსების ინტეგრირებული მართვისა და ნალექთა ხელოვნური გაზრდის სამუშაოების ჩასატარებლად შერჩეული იორის პოლიგონის ტერიტორია ძირითადად აკმაყოფილებს მსოფლიო მეტეოროლოგიური ორგანიზაციის მიერ ამ პროფილის სამუშაოების ჩასატარებლად გამოყოფილი ტერიტორიებისადმი წაყენებულ მოთხოვნებს როგორც გეოგრაფიული, ისე კლიმატური, ჰიდროლოგიური და სოციალურ-ეკოლოგიური თვალსაზრისით. კლიმატური მონაცემები, რომლებიც მოცემულია 1970-იანი წლებისთვის არსებული საცნობარო ლიტერატურიდან, კორექტირებულია ჰაერის ტემპერატურისა და ნალექთა ჯამების 2100 წლამდე არსებული საპროგნოზო შესწორებებით.

პოლიგონისათვის მოცემულია რელიეფის, ნიადაგების, ლანდშაფტური ზონებისა და მცენარეული საფარის ზოგადი მიმოხილვა, რაც მომავალში საჭირო იქნება წყლის რესურსების მართვის მოდელების ასაგებად. იორის პოლიგონისათვის განხილულია ჰიდროლოგიური ქსელი მთავარი მდინარის (იორი), მისი შენაკადებისა და სიონის წყალსაცავისთვის. აღნიშნულია, რომ ნალექთა ხელოვნური გაზრდას პოტენციურად შეუძლია არსებული ჰესის და სარწყავი სისტემების (საგარეჯოსა და გარდაბნის მუნიციპალიტეტები) ეფექტურობის გაზრდა. მოყვანილია ცნობები თიანეთის მუნიციპალიტეტის ფართობის, მოსახლეობის რაოდენობისა და ეკონომიკის ძირითადი დარგების შესახებ, რაც გათვალისწინებული იქნება მოცემულ აუზში წყლის რესურსების მენეჯმენტის მოდელების აგების დროს.

რეზიუმე

პროექტი ითვალისწინებს ქვემო ქართლის რეგიონის კლიმატის ფორმირების ძირითადი ფაქტორების გამოკვლევას: რელიეფი, რადიაციული ფაქტორები, ატმოსფეროს ცირკულაციური პროცესები. კლიმატის ძირითადი ელემენტების ტერიტორიული განაწილების კანონზომიერებები: ჰაერის ტემპერატურა, ჰაერის სინოტივე, ატმოსფერული ნალექები, თოვლის საფარი, ქარი. რეგიონის კლიმატური რესურსების პოტენციალის შეფასება: საკურორტო, ჰელიოენერგეტიკული და ქარის ენერგეტიკული რესურსები. განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა აგროკლიმატურ რესურსებს და პროგნოზებს. განხილულია ამინდის საშიში მოვლენები: ძლიერი ქარები, ქარბუქი, ნისლი, ინტენსიური, უხვი და კატასტროფული ნალექები, წაყინვები. კვლევაში გამოყენებულია ქვემო ქართლის რეგიონის მეტეოროლოგიური სადგურების დაკვირვებათა მონაცემები.

რეზიუმე

მდ. იორის (ივრის) მრავალფუნქციური დატვირთვა (სასოფლო-სამეურნეო სავარგულების მორწყვა საგარეჯოს, გარდაბნის, სიღნაღისა და დედოფლისწყაროს მუნიციპალიტეტებში, სიონის, სამგორისა და დალის წყალსაცავების მოწმარება წყლის რესურსებით, რომელთა ნაწილი სამგორის წყალსაცვის (თბილისის ზღვის) გავლით მოიხმარება თბილისის და რუსთავის საქალაქო წყალმომმარების სისტემებში, ასევე 4 ჰიდროელექტროსადგურის (სიონის, საცხენნის, მარტყოფისა და თეთრახევის) ფუნქციონირების უსაფრთხოად), მისი ბუნებრივი ჩამონადენის შეზღუდულობის პირობებში, მოითხოვს ამ ჩამონადენის ოპტიმალურ მართვას თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებით და აგრეთვე მის ხელოვნური გაზრდის შესაძლებლობის დაზუსტებას. ამ ორი ამოცანიდან, პირველზე პასუხის გასაცემად საჭირო იყო სააერთაშორისო კვლევის გათვალისწინება, მდ. იორის აუზში წყლის მენეჯმენტის ინტეგრირებული სისტემის შექმნა, რაც მოიცავდა ჰიდრომეტეოროლოგიის ინსტიტუტში 1980-იან წლებში ამავე აუზში ნალექთა ხელოვნური რეგულირების შედეგების კვლევას. აქვე აღსანიშნავია, რომ შესაძლებელია კლიმატის ცვლილების გავლენა მდ. იორის აუზში; 2100 წლისთვის, 1986-2010 წ. პერიოდთან შედარებით, მოსალოდნელი ნალექთა წლიური ჯამების ზრდა 10-14%-ით, რაც მნიშვნელოვნად გაამძაფრებს წყლის რესურსების დეფიციტს გარკვეულ რაიონებში. ამიტომ, მიზანი იყო აღნიშნულ აუზში წყლის მენეჯმენტის პრობლემების განხილვა და ყურადღების გამახვილება კლიმატის ცვლილებასთან წყლის მოხმარების ადაპტაციის საკითხებზე. აღნიშნულის გათვლისწინებით, ნაშრომში განხილულია მდინარის აუზის ინტეგრირებული მართვის კონცეფციის წარმოშობისა და ევოლუციის ისტორია. შესწავლილია მდინარეთა აუზების ტიპიური ფუნქციები და ინტეგრირებული მართვის მექანიზმები. მსოფლიო გამოცდილების მაგალითზე ნაჩვენებია მდინარეთა აუზების ინტეგრირებული მართვის თეორიული საფუძვლების, მიზნებისა და ამოცანების პრაქტიკაში დანერგვის შესაძლებლობა. განხილული და გაანალიზებულია მდ.იორის აუზის რელიეფი, ჰავა, ნიადაგი, ინფრასტრუქტურა, ადგილობრივი ენერგეტიკული რესურსები, მიწისქვეშა წყლები, ბიომრავალფეროვნება, იორის წყლის მომხმარებელი მუნიციპალიტეტების - თიანეთის, საგარეჯოს, დედოფლისწყაროსა და სიღნაღის მოსახლეობის, მეცხოველეობისა და მიწის ფონდის სტატისტიკური ინფორმაცია. ჩატარებულია, მახასიათებლებისა და კალაპოტის მიხედვით სამ ნაწილად (ზედა, შუა და ქვედა დინებები) გაყოფილი, მდ. იორის აუზის ჰიდრომეტეოროლოგიური გამოკვლევა როგორც მეტეოსადგურების, ისე სატელიტური მონაცემებით. გაანალიზებულია ჩამონადენის ცვალილება მდ. იორის სხვადასხვა მონაკვეთების მიხედვით. გამოვლენილია ადამიანის საქმიანობის ზემოქმედება მდ. იორის აუზზე. დაზუსტებულიაა აუზზე ზეწოლის სხვადასხვა ტიპები (დაბინძურების წერტილოვანი ზეწოლა, დიფუზიური ზეწოლა, ჭარბი წყალაღებაის ზეწოლა, დაბინძურება ურბანული ჩამდინარე წყლებით, საწარმოო ჩამდინარე წყლებით, დაბინძურება მუნიციპალური ნაგავსაყრელებიდან დაა.შ.) და მათი გამომწვევი მიზეზები. გამახვილებულია ყურადღება მონიტორინგის ინტეგრირებული ინფორმაციული სისტემის როლზე წყლის რესურსების მართვის პროცესში, მოყვანილია მდ. იორის აუზის სამივე სექტორში ჰიდროლოგიური და მეტეოროლოგიური დეტექტორების სავარაუდო განთავსების სქემა, ასევე მდინარე იორის აუზში წყლის ხარისხის მონიტორინგისა (2014-2017) და ზედაპირული წყლების საველე კვლევის შედეგები (2013-2017) . შემოთავაზებულია, მსოფლიოს სხვადასხვა ქვეყანაში (საფრანგეთი, ნიდერლანდი, ინგლისი და უელსი, ბულგარეთი, ავსტრია, ამერიკის შეერტებული შტატები) არსებული საუზო მართვის მოდელების გამოცდილების საფუძველზე მდ. იორისათვის სააუზო მართვის საპილოტე მოდელი, რომლის ძირითადი საფუძველია, სააუზო მრთვის გეგმა და ის ინსტიტუციები, რომლებიც აღნიშნული გეგმის განხორციელებას, მონიტორინგსა და შეფასებას უზრუნველყოფენ. განსაზღვრულია ასევე დაინტერესებულ მხარეები, მათი ფუნქციები და დაფინანსების სავარაუდო წყაროები. შესწავლილი კლიმატის მოსალოდნელი ცვლილების გავლენა მდ. იორის აუზში შემავალ მუნიციპალიტეტების ეკონომიკაზე და მოყვანილია შესაბამისი საადაპტაციო ღონისძიებები. წარმოდგენილია ამდ. იორის აუზში 1979-1990 წლებში წარმოებული ნალექთა ხელოვნური გაზრდის სამუშაოები, მათი ეფექტურობის გათვალისწინებით, როგორც კლიმატის მოსალოდნელ ცვლილებასთან ადაპტაციის ერთ-ერთი ძირითადი საშუალება. აღმოსავლეთ საქართველოს ტერიტორიაზე კლიმატური პარამეტრების გათვალისწინებით, პირობითად გამოყოფილია ნალექთა ,ხელოვნური სტიმულირებისათვის პერსპექტიული 8 პოლიგონი. თითოეული მათგანისათვის შეფასებულია ნალექთა გაზრდის სამუშაოთა პოტენციალი წლის როგორც თბილ, ასევე ცივი სეზონისათვის. წყლის პოტენციურმა დანამატმა თბილი სეზონისათვის შეადგინა 885 მლნ მ3, ხოლო ცივ პერიოდისთვის - 200-250 მლნ. მ3, რაც მიუთითებს აღნიშნულ ტერიტორიაზე ნხგ სამუშაოთა აღდგენის პერსპექტიულობაზე. შესწავლილია პოტენციური დამატებითი წყლის რესურსების ეფექტურად გამოყენების შესაძლებლობა წყლის ინტეგრირებული მართვის სტრუქტურაში, როგორც იორი-არაგვის ჰიდროსისტემაში შემავალი სიონის, ჟინვალისა და თბილისის წყალსაცავების, ასევე საქართველოს სამხრეთ მთიანეთში არსებული ფარავნის ტბის, წალკისა და ალგეთის წყალსაცავებისთვის. მომავალში, მდ. იორის აუზში, ნხგ სამუშაოთა აღდგენით, წყლის რესურსების ინტეგრირებული მართვის საკითხებთან ერთად შემოწმებული იქნება ამ რესურსებით სიონის წყალსაცავის (ასევეე მთელი აუზის) შევსების შესაძლებლობა ღრუბლებზე ხელოვნური ზემოქმედების გზით, რაც მიმდინარე საუკუნის ბოლოსთვის კლიმატის პროგნოზირებულ ცვლილებასთან ადაპტირების ერთ-ერთი ქმედითი გზა იქნება.

რეზიუმე

შესწავლილია ატმოსფე¬როს ერთ-ერთი მნიშვნე¬ლო¬ვანი დამაბინძურებლის - მიკრო¬ნაწილაკების (PM2.5 და PM10) გავრცელება ქ. ქუთაისის და მისი შემო¬გარენის ატმოსფე-როში. პრობლემა შესწავლილია ექს¬პერი¬მენტალური გაზომვების მონაცემებსა და რიცხვით მოდელირებაზე დაყრ¬დნობით. ნაშრომ¬ში გამოყენებუ¬ლია გარემოს ეროვნული სააგენტოს ჰაერის ხარისხის მონი¬ტორინგის ოფიციალური მონაცემები და სტუ ჰიდრო¬მეტეო¬როლოგიის ინსტიტუ¬ტში ჩატარებული კვლევების შედეგები. ჩატარებულია მიკრო¬ნაწი¬ლაკებით დაბინძურების ანალიზი ნატურული დაკვირვების მონაცემებზე და¬ყ¬რდნობით. მოცემულია ატმოსფერული ჰაერის მიკროაერო¬ზო¬ლე¬ბით დაბინძურების კვლევის მოკ¬ლე მიმოხილვა, ასევე, რთული რელიეფის ტერიტორიაზე ატმოსფეროში დამაბინძურებელი მინარევე¬ბის გავრცე¬ლე¬ბის განტოლებათა სისტემა. ატმოსფეროს მიწისპირა ფენაში მეტე¬ოროლოგიური ველებისა და კონცენტრა¬ციების განსა¬ზღვრის მეთოდი, რიცხვითი ინტეგრირების ალგორითმი. გაკეთებუ¬ლია დასკვნა, რომ ქალაქ ქუთაისის ატმოსფე¬როში PM2.5 ნაწილაკების კონცენტრაციები, როგორც წესი, ნაკლებია PM10-ის კონცენტრაცი¬ებზე, მაგრამ მათი ცვლილე¬ბის მრუდის ხასიათი ერთნაირია. შესწავლილია PM ნაწილაკების კონცენტრაციების საათობ¬რივი ცვლილების ტრენდი. ნაჩვენებია, რომ ქუთაისის ატმოსფეროს PM ნაწილაკებით დაბინძურებაში ძირითადი წვლილი შეაქვს როგორც ავტოტრანსპორტს, ასევე საგზაო სამუშაოებს და სამშენებლო ინდუსტრიას. რიცხვითი მოდელირებით შესწავლილია ქალაქ ქუთაისის ატმოსფეროში მიკრონაწილაკების ლოკა¬ლუ¬რი გავრცელება გაბატონებული აღმოსავლეთისა და დასავლეთის ქარების დროს. მიღებულია, რომ ქალაქ ქუთაისის ატმოს¬ფეროში მიკროაეროზოლების კონცენტრაციების დროსა და სივრცეში ცვლი¬ლება რთულია. ის დამოკიდებულია, რო¬გორც ატმოსფეროს დამაბინძურებელი წყაროების მდე¬ბარეობაზე და ინგრე¬დიენტის სივრცეში გაფრქვევის ინტენ-სივობაზე, ასევე რელიეფის გავლენით ფორმირებულ ლოკალურ მეტეო¬როლოგიურ პროცესებზე.