ამინდის რიცხვითი მოდელი WRF საქართველოს პირობებში
მოცემულ ნაშრომში აღწერილია WRF მოდელის ზოგადი შესაძლებლობები, მოდელის სხვადასხვა ბირთვის თავისებურებები და საქართველოს სინამ-დვილეში მათი ფუნქციონირების, მორგებისა და გამოცდის შედეგები. ამინდის ხარისხიანი პროგნოზი საქართველოს ტერიტორიაზე საკმაოდ მოთხოვნადი, მაგრამ ამავდროულად რთული შესადგენია. ქვეყნის ტერიტორიის 85% მაღალმთიანია და ურთულესი ოროგრაფიული ხასიათით გამოირჩევა. საქართვლოს ტერიტორიის სამი მეოთხედი განსაკუთრებით მოწყვლადია წყალდიდობების, წყალმოვარდნებისა და ღვრაცოფების მიმართ. აღნიშნული ტერიტორიები გამოირჩევა განსაკუთრებით რთული ოროგრაფიით და დანაწევრებულია სხვადასხვა ექსპოზიციის მდინარის ხეობებითა და ხრამებით. მდინარეთა უმრავლესობის წყალუხვობის პერიოდი გაზაფხულია, როდესაც კონვექტიური ნალექების ზემოკლევადიანი და მოკლევადიანი აკურატული პროგნოზი გაცილებით უფრო ეფექტურს გახდის ჰიდროლოგიური მოდელების ამოქმედებას, ხარისხიანი ჰიდროლოგიური პროგნოზი საქართვლოსათვის მეტად აქტუალური პრობლემაა. ჰაერის მასების ურთიერთქმედება რელიეფის ამ რთულ ფორმებთან წლის ნებისმიერ დროს ამინდის ლოკალური პირობების მრავალფეროვნებითა და ხშირად ექსტრემალურობით გამოირჩევა. კონვექტიური პროცესები თანმხლები მოვლენებით: ნისლი და დაბალი ღღუბლები, ნალექის წარმომქმნელი ლოკალური მოვლენები; ამინდი ზამთრის პირობებში (თოვლი, ყინული, ლიპყინული, ზვავი) ეს იმ მოვლენების მოკლე ჩამონათვალია, რომელთა ზემოკლევადიანი და მოკლევადიანი პროგნოზირება საქართველოსათვის ძალიან ღირებულია. ვარიაციული ანალიზისა და ფარული სითბოს ინიციაციის ხარჯზე ამინდის მოდელების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესების მიუხედავად 0-6 სთ ვადაში ზემოკლევადიანი პროგნოზის ხარისხი მაინც შედარებით დაბალია. ამჟამად, საქართველოს ეროვნულ სააგენტოში, რომლის ერთ-ერთ დეპარტამენტს საქართველოს ჰიდრომეტეოროლოგიური დეპარტამენტი წარმოადგენს, მუშაობს ამინდის ლოკალური არის ორი რიცხვითი მოდელი - WRF-ARW/NMM ოპერატიულ რეჟიმში და COSMO ჯერ კიდევ ტესტირების რეჟიმში. რეგიონის თავი-სებურებებისადმი მორგებული იქნა WRF-ARW/NMM მეზო-მასშტაბური რიცხვითი მოდელი (ამინდის გაუმჯობესებული კვლევა). პროექტის ფარგლებში მოხდა მოდელის ფიზიკური პარამეტრების („კუმულუსების“ პარამეტრიზაცია, მიკროფიზიკური სქემა, სასაზღვრო ფენის სქემა, დედამიწის ზედაპირის ფიზიკა, ზედაპირის ფენების ფიზიკა, გრძელტალღიანი რადიაციის ფიზიკა, მოკლეტალღიანი რადიაციის ფიზიკა) ოპტიმალური მორგება რეგიონში გან-ვითარებული სინოპტიკური სიტუაციებისადმი. საპ-როგნოზო პარამეტრების გამართლებადობის შეფასება საკმაოდ იმედისმომცემია და მოდელი სინოპ-ტიკოსისათვის მნიშვნელოვან სამუშაო ინსტრუმენს წარმოადგენს, თუმცა ცალკეული ფართომასშტაბიანი და ლოკალური სინოპტიკური პროცესების პროგ-ნოზირება კვლავ დაბალი გამართლებადობით ხასიათდება. მოდელის პროგნოზის ხარისხის გაუმბჯობესების გზა დაკვირვების მონაცემების მოდელთან შერწყმაზე (მონაცემთა ასიმილაციაზე) გადის. განსაკუთრებით მაშინ როცა, მიწისპირა დაკვირვებების ქსელი საკმაოდ განვითარდა, რადარის მონაცემებითაც ქვეყნის ტერიტორიის მნიშვნელოვანი ნაწილი იფარება, აღსანიშნავია თანამგზავრული და GPS ქსელიდან გამოთვლილი წყლის ორთლის მონაცემებიც. ამ ამოცანების შე-სრულება განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია სოფლის მეურნეობის, ტურიზმის და საგზაო (განსაკუთრებით კი ტრანზიტული) მომსახურებისათვის. თვითოეული ეს დარგი საქართველოს მთავრობის მიერ ეკონომიკური განვითარების პრიორიტეტულ მიმართულებად არის მიჩნეული. ბოლო წლებში ამინდის რიცხვითი პროგნოზის ხარისხის გაუმჯობესება ძირითადად განპირობებულია ატმოსფერული დაკვირვების სამ და ოთხ–განომილებიანი ასიმილაციური ტექნოლოგიების განვითარებით. განსკუთრებით მნიშვნელოვანია თანამგზავრული მონაცემების ასიმილაცია ლოკალური არის ამინდის რიცხვითი მოდელში ამიერკავკასიის რეგიონისათვის. განსკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს ატმოსფეროს მდგომარეობისა და ღრუბელთა სისტემების შესახებ მონაცემთა ინტეგრირებას ამინდის რიცხვით მოდელში. თანამგზავრული დაკვირვებების სიზუსტე და სპექტრული არხების მრავალფეროვნება საშუალებას იძლევა მაღალი სიზუსტით იქნას გადათვლილი საქართველოს ტერიტორიაზე სეტყვის, ძლიერი წვიმებისა და ელჭექის მოკლევადიანი პროგნოზი. ღრუბელთა სისტემის შეფასება ერთ-ერთი პრობლემატური საკითხია მათი რთული სტრუქტურისა და დროში არაწრფივი განაწილების გამო. მთავარი მიღწევა სპექტრული არხების კომბინირებაშიაშვიდამდე MSG/SEVIRI არხი (მაღალი გარჩევის ხილული და დაბალი გარჩევის 0.6μm/0.8μm visible, 10.8μm/12.0μm ინფრაწითელი და 6.2μm/7.3μm წყლის ორთქლის არხი: HRVIS, VIS06, VIS08, IR108, IR120, WV62, WV73) სამამდე GOES-N არხის მონაცემი (მაღალი გარჩევის 0.7μm ხილული და დაბალი გარჩევის 10.7μm ინფრაწითელი და 6.5μm წყლის ორთქლის არხი: VIS07, IR107, WV65) დღის ყველა საათზე, დინამიკური ინფორმაცია NWC/GEO პროგრამიდან. ნალექისა (PC-Ph) კონვექტიური წვიმის წილი ღრუბლების ფიზიკის მაჩვენებლებიდან (CRR-Ph). აღნიშნული საკითხების გადაჭრა მჭიდროდაა დაკავშირებული ინფორმაციული ტექნოლო-გიების განვითარებასთან. ამინდის რიცხვითი მეთოდებით პროგნოზირების დროს, გამოთვლებისათვის ოპტიმალური ტექნოლოგიის დამუშავება სასურველია ეფუძნებოდეს კომპიუტერული სისტემების გან-პარალელებას. წამყვან ქვეყნებში, ამინდის პროგნოზირებისათვის გამოიყენება კომპიუტერული სისტემების მასიური პარალელიზმი (როგორიც არის სუპერკომპიუტერები CRAY) – მრავალრიცხოვანი (მილიონობით და მილიარდობით) პარალელურად მომუშავე პროცესორით. ამ მხრივ, განხილული მიმართულების ამინდის პროგნოზირების ამოცა-ნისათვის მისადაგება, შეიძლება ჩაითვალოს ყველაზე მოწინავედ მონაცემთა პარალელური დამუშავების ტექნოლოგიების გამოყენებაში. გასული საუკუნის 90-იან წლებში გამოთვლითი ტექნიკის ნახტომისებურმა განვითარებამ ხელი შეუწყო მონაცემთა პარალელური დამუშავების ტექნოლოგიების განვითარებას, შეიქმნა ახალი მიმდინარეობები, რომლებიც იყენებენ თანამედროვე მიკრო-პროცესორული ტექნიკის მიღწევებს. სამწუხაროდ, ეს პერიოდიnსაქართველოში დაემთხვა ტექნიკური დეგრადაციის პერიოდს, რამაც გამოიწვია ახლად შექმნილი მიმართულებების სრული იგნო-რირება ჩვენს ქვეყანაში (დღეისათვის, საქართველოში ფაქტიურად არ არსებობს პარალელური დაპროგრამების გამოცდილება, როგორც სამეცნიერო-კვლევით ასევე კომერციულ სექტორში).