Impact of Climatic Change on River Runoff in Georgia

Against the background of the ongoing global warming on the Earth reaction of climatic system in South Caucasus has turned out to be extremely inhomogeneous. One of the significant results of in homogeneity of climate changes might be varied reaction of river, change of their hydrological regime and water resources of Georgia in whole. By application of average yearly air temperature in basins, annual total of precipitations on water-collectors and water-balance calculations and statistical-correlation analysis of 40-50-year synchronous rows of average annual river in the dam of the river, empirical-statistical and water-balance models of formation of annual river has been received. On the basis of the models, reaction of river on climatic changes revealed in the basin has been determined; sensitivity) of river on the water collector against ongoing climatic changeshas been evaluated

Mathematical Modeling of Oil Pollution Dissemination in River and Sea Waters of the Western Georgia

There was made the mathematical modeling of river waters pollution dissemination, for example at dumping of oil from the railway bridge across Rioni River (Western Georgia). The information about the quantity of oil, which reached the river outlet, was taken as starting and boundary conditions for modelling of oil dissemination and transformation in the Black Sea waters. The study of the dissemination of oil pollution at possible disastrous oil spill from tankers in the open sea near Kulevi oil terminal was also conducted. For modelling the river pollution the analytical solution of no steady-state diffusion equation in three-dimensional case was used. The study of sea pollution was made on the base of statistic simulation method (Monte Carlo method) – the computer tracing of transfer and transformation of oil portions–comparatively coarse particles intwo-dimensional case, the calculation of probabilistic characteristics of these processes. The data were provided about the spatio-temporal evolution of river and sea waters oil pollution. The features and the differences of ecological consequences of oil dumping in winter and summer conditions were marked. The results of the studies were included in the projects on assessment of environment influence of Tengiz oil railway transit over the territory of Georgia and functioning of Kulevi sea oil terminal

Assessment of the Cumulative Impact of the Series of Jvari, Khudon and Nenskra Water Reservoirs on Local Climate

The work gives the assessment of the possible cumulative impact of the three water reservoirs of the hydroelectric power plant series present or designed in the river Enguri gorge on the environmental micro-climate. The spatial scales and intensity of the impact of Jvari, Khudon and Nenskra water reservoirs on the air temperature and humidity are identified by using the analytical solution of a two-dimensional stationary mathematical model of turbulent heat exchange and moisture circulation on the background of the horizontal wind given in the surface atmosphere. Assessment of the cumulative effect of the water reservoirs on the environment is made by superpositioningof the analytical solutions gained for each of the water reservoirs, i.e. the values of the impact effects of the three water reservoirs are summed up at every point of space. The possible cumulative impact of the series of water reservoirs on the regimes of wind and atmospheric precipitations is also assessed. The gained results suggest that any significant change in temperature or humidity may occur only in up to 5 km from the water reservoir coastline, in the wind direction. The impact of the series of the water reservoirs on the atmospheric precipitations and wind values is insignificant. Thus, no significant changes in the climate of the region are expected as a result of the cumulative impact of the series of the water reservoirs

Учёт фазовых превращений воды в некоторых численных моделях мезометеорологии

განხილულია წყლის ფაზური გარდაქმნების გათვალისწინების მეთოდები ატმოსფეროს მეზომასშტაბური სასაზღვრო ფენის ზოგიერთ რიცხვით მოდელში. ჩვენი მოდელის საშუალებით იმიტირებულია რიგი ისეთი ნოტიო პროცესებისა, როგორიცაა ნისლი, ღრუბელი, ნისლისა და ღრუბელთა ანსამბლი. Mმოცემულია ფიონების ახალი კლასიფიკაცია და მათი მოდელირების შესაძლებლობა ბრტყელი ამოცანის შემთხვევაში.Methods of accounting for water phase transformations in some numerical models of the mesoscale atmospheric boundary layer are considered. With the help of our model, a number of humidity processes such as fog, cloud, fog and cloud ensemble were simulated. A new classification of foehns is carried out; the possibility of their modeling in the case of a plane problem is given.Рассмотрены методы учёта фазовых превращении воды в некоторых численных моделях мезомасштабного пограничного слоя атмосферы. С помощью нашей модели был смоделирован ряд таких влажностных процессов, как туман, облако, ансамбль тумана и облаков. Проведена новая классификация фёнов; дана возможность их моделирования в случае плоской задачи

Численное Моделирование Некоторых Экологически Актуальных Задач Мезометео-Рологии

დასმულია და ამოხსნილია რიცხვითი მეთოდების საშუალებით ატმოსფეროს მეზომეტეოროლოგიური სასაზღვრო ფენის (ამსფ) 2-განზომილებიანი (x-z ვერტიკალურ სიბრტყეში) არასტაციონარული ამოცანა. მასში გათვალისწინებულია ეკოლოგიურად მეტად აქტუალური ისეთი პროცესები, როგორიცაა ღრუბლისა და ნისლის განვითარების სრული ციკლი და აეროზოლის გავრცელება ამსფ-ის თერმოჰიდროდინამიკის ფონზე. მოდელირებულია რიგი ანომალიური მეტეოპროცესებისა: ფენა ღრუბლისა და რადიაციული ნისლის ერთ-დროული არსებობა; ფენა ღრუბლისა და რადიაციული ნისლის გართიანებული ვერტიკალური კომპლექსი; დღე-ღამურად “უწყვეტი” ღრუბლიანობა; ნოტიო პროცესების ანსამბლი, კერძოდ, ერთდროულად იმიტირებულია ჯერ სამი ღრუბელი და ნისლი, რომელიც შემდგომ ტრანსფორმირდება 4 ღრუბლად. ახლებურადა გვაქვს გააზრებული ჰორიზონტალური და ვერტიკალური ტურბულენტობის როლი ტროპიკული ციკლონისა და ტორნადოს ჩამოყალიბებასა და ნოტიო პროცესების ურთიერთტრანსფორმაციაში. შესწავლილია რიგი მეტეოპარამეტრების გავლენა აეროზოლის გავრცელებაზე. გარდა ამისა, კომპიუტერული რეალიზაციის სტადიაზეა მიყვანილი ისეთი ამოცანები, როგორიცაა ამსფ-ის “მეორადი” დაბინძურება (უკვე დალექილი აეროზოლის ატაცება და განმეორებითი გადატანა); ღრუბლისა და ნი-სლის საზღვრებზე არსებული “გამოციების” გათვალისწინება; ღრუბლის ჩრდილის გავლენა ამსფ-ის პროცესებზე; ქვეფენილის რთული ტემპერატურული არაერთგვაროვნების გათვალისწინება.It is put and solved numerically 2- dimentional (in a vertical plane x-z) a non-stationary problem about a mesometeorological boundary layer of atmosphere (MBLA). In it ecologically such actual processes, as a full cycle of development of a cloud and a fog and aerosol distribution are considered against of MBLA thermohydrodynamics. A number of abnormal meteoprocesses is simulated: Simultaneous existence of a stratus cloud and radiation fog; An incorporated vertical complex of a stratus cloud and radiation fog; Daily continuous overcast; Ensemble of humidity processes, particularly, three clouds and a fog which then were transformed to four clouds are simultaneously simulated. To the new the role of horizontal and vertical turbulence in formation of a tropical cyclone and a tornado and in mutual transfor-mation of humidity processes are considered. Influence of some meteoparameters on aerosol distribution is investigated. Besides, such problems are resulted in a stage of computer realisation, as "secondary" pollution MBLA (capture already sediment-ed aerosols and its repeated carrying over); the account of cooling process, available on cloud and fog border; influence of cloudy shades on MBLA processes; the account of difficult temperature heterogeneity of an underlying surface.Поставлена и решена численно 2-хмерная (в вертикальной плоскости x-z ) нестационарная задача о мезометеорологичес-ком пограничном слое атмосферы (МПСА). В ней учитываются экологически такие актуальные процессы, как полный цикл развития облака и тумана и распространения аэрозоля на фоне термогидродинамики МПСА. Смоделирован ряд аномальных метеопроцессов: одновременное существование слоистого облака и радиационного тума-на; объединённый вертикальный комплекс слоистого облака и радиационного тумана; обложная облачность; ансамбль влажностных процессов, в частности, одновременно имитированы три облака и туман, которые затем трансформирова-лись в четыре облака. Поновому рассмотрена роль горизонтальной и вертикальной турбулентности в формировании тропического циклона и торнадо и во взаимной трансформации влажностных процессов. Исследовано влияние ряда метеопараметров на распро-странение аэрозоля. Кроме этого, к стадии компьютерной реализации приведены такие задачи, как «вторичное» загрязнение МПСА (захват уже осаждённой аэрозоли и её повторный перенос); учёт выхолаживания, имеющееся на границе облака и тумана; влия-ние облачных теней на процессы МПСА ; учёт сложной температурной неоднородности подстилающей поверхности

О численной модели смога

რიცხვითი მეთოდების საშუალებით მოდელირებულია ატმოსფეროს მეზომასშტაბური სასაზღვრო ფენაში (ამსფ) ფორმირებული ღრუბლისა და ნისლის განვითარების სრული ციკლი. მოდელირებულია აგრეთვე ამსფ-ში აეროზოლის გავრცელება წერტილოვანი წყაროდან. ამსფ-ში ნოტიო პროცესებისა და აეროზოლის გავრცელების მოდელების ‘ზედდების“ შედეგად შესაძლებელიამოგის ფორმირების სიმულაცია.A numerical model of the full cycle of cloud and fog genesis in the mesoboundary layer of atmosphere has been created. A numerical model of the distribution of aerosol from an instantaneous point source into the mesoboundary layer of the atmosphere has been created. The formation of smog is simulated based on the synthesis and "overlay" of the two above models.Создана численная модель полного цикла генезиса облака и тумана в мезопогрансое атмосферы. Создана численная модель распространения аэрозоля из мгновенного точечного источника в мезопогрансое атмосферы. Смоделировано возникновение смога на основе синтеза и «наложения» двух вышеприведённых моделе

Некоторые результаты исследования эффективности осадкообразования с использованием аналитической модели конвективного облака

ნაშრომში განხილულია კონვექციურ ღრებელში თხევადი და მყარი ნალექების ფორმირება კოაგულაციის კინეტიკური მოდელის ანალიზური ამოხსნების საშუალებით სხვადასხვა საწყისი პირობების შემთხვევაში საღრუბლო ნაწილაკთა წყაროების გათვალისწინებით. გამოთვლების შედეგები წარმოდგენილია გრაფიკულად. დადგენილია ყინულის კრისტალების საწყისი კონცენტრაციის კრიტიკული მნიშვნელობები საღრუბლო ნაწილაკთა სხვადასხვა სპექტრისათვის. კრიტიკულ მნიშვნელობაზე ნაკლები საწყისი კონცენტრაციების შემთხვევაში აღინიშნება “საშიში” ზომების სეტყვის ნაწილაკების წარმოქმნა და ზრდა, თხევადი ნალექების შემცირება. კრიტიკულზე მეტი კონცენტრაციების შემთხვევაში- “საშიში” ზომების სეტყვის ნაწილაკები მცირდება, შესაბამისად წვიმის რაოდენობა მატულობს.In the report there has been discussed the formation of liquid and solid precipitations growth processes in convective cloud using analytical solutions of kinetic model of coagulation considering cloud particle sources for different initial conditions. The calculation results were presented graphically. The initial critical values of ice crystals have been identified for a range of spectra of cloud particles. In case of initial concentrations less than critical ones the formation and growth of “dangerous” size hail particles and decreasing of liquid precipitations have been detected. When concentrations were above critical values the» dangerous” size hail particles have been reduced and rain amount increased accordingly.В работе исследован процесс формирования жидких и твердых осадков в кучевом облаке с помощью аналитических решений кинетической модели коагуляции для различных начальных условий, с учётом источников облачных частиц. Результаты вычислений представлены графически. Установлены начальные критические значения концентрации ледяных кристаллов для различных спектров облачных частиц. При начальных концентрациях ниже критического значения отмечается формирование и рост градовых частиц «опасных» размеров, уменьшение количества жидких осадков. При концентрациях выше критического-концентрация града «опасных» размеров уменшается, соответственно увеличивается количество дождя

Влияние глобального потепления на поле атмосферных осадков в Грузии

განხილულია საქართველოს ტერიტორიაზე 1936-2009 წლებში მოქმედი 28 მეტეოსადგურის მონაცემები ნალექთა ჯამებზე წლების და თვეების მიხედვით. დაკვირვების რიგებში გამოტოვებული ელემენტების აღდგენა და რიგების დაყვანა ერთი და იგივე პერიოდამდე შესრულებულია მრავალგანზომილებიან სივრცეში შემთხვევითი ფუნქციის ბუნებრივ ორთოგონალურ ვექტორებად დაშლის მეთოდით. წარმოდგენილია 1936-2009 წლებში ნალექთა ნორმირებული ჯამების ბუნებრივი ცვალებადობა, მისი წრფივი და არაწრფივი ტრენდები წლის შემთხვევაში, ასევე ცივი და თბილი სეზონებისათვის. დადგენილია, რომ აღნიშნულ პერიოდში საქართველოს ტერიტორიაზე ნალექთა ჯამების შემცირება წრფივი ტრენდების მიხედვით შეადგენს: წლის შემთხვევაში-ნორმის 6.8%/100წ; თბილ სეზონში- ნორმის 5.4%/100წ; ცივ პერიოდში-ნორმის 9.5%/100წ. აღსანიშნავია, რომ არაწრფივი ტრენდების მიხედვით გლობალური დათბობის პერიოდში (1990-2009წწ) აღინიშნება ნალექთა ჯამების მატება.Observational data on monthly and annual sums of precipitation for 28 meteorological stations operating at the territory of Geirgia in 1936-2009 are discussed. Reconstruction of gaps in observation series and their reduction to the same period is performed by dividing the random function in multi-dimentional space at natural orthogonal vectors. Natural variability of precipitation normalized sums in 1936-2009, its linear and non-linear trends in annual respect as qell as for cold and warm seasons of the year are demonstrated. It is revealed that during the examined period the reduction of precipitation sums according to linear trends equals to: for the annual sums –6.8% from the norm/100yr; in the warm season – 5.4% from the norm /100yr and in the cold season – 9.5% from the norm /100yr. It should be noted that according to non-linear trends during the period of apparent manifestation of global warming (1990-2009) the growth of precipitation is being revealed.Рассмотрены данные 28 метеостанций на территории Грузии об атмосферных осадках по годам и месяцам в период 1936-2009 годов. Востановление пропущенных элементов в рядах наблюдений и их приведение к одному и тому же периоду выполнено разложением случайной функции в многомерном пространстве на естественные ортогональные вектора. Представлены естественная изменчивость нормированных рядов сумм осадков в 1936-2009 годах , их линейные и нелинейные тренды для годового периода, а также для теплого и холодного сезонов. Согласно линейных трендов, выявлено уменьшение сумм осадков в указаный интервал времени: для годового периода-6.8% от нормы/100лет; для теплого сезона- 5.4% от нормы/100лет; для холодного сезона- 9.5% от нормы/100лет. Необходимо отметить, что согласно нелинейным трендам, отмечено увеличение сумм осадков в период гловального потепления (1990-2009гг)

Study of underground runoff of rivers and assessment of ground waters’ storage in Georgia

Предложена схема оценки подземного стока рек и запасов грунтовых вод, основанная на использовании наблюденных данных о минимальном месячном стоке холодного периода. Проведено сравнение результатов расчетов по указанной схеме и по методу расчленения гидрографа. Показана сопоставимость оценок, оперативность и надежность расчетов. Выполнены исследования взаимосвязи поверхностного и подземного стока, особенностей динамики, территориального распределения, зависимости от высоты местности запасов грунтовых вод в условиях Грузии.განხილულია მდინარეთა მიწისქვეშა ჩამონადენისა და გრუნტის წყლების მარაგის შეფასების სქემა, რომელიც დაფუძნებულია ცივი პერიოდის მინიმალური საშუალო თვის ჩამონადენის დაკვირვებულ მონაცემთა გამოყენებაზე. შედარებულია ამ სქემით და ჰიდროგრაფის დანაწევრებით მიღებული შეფასებები. აღნიშნულია მათი მისაღები თანხვედრა, გათვლების ოპერატიულობა, შედეგების ობიექტურობა და საიმედოობა. გამოკვლეულია ჩამონადენის კავშირი მიწისქვეშა საზრდოობასთან, გრუნტის წყლების დინამიკის, ტერიტორიული განაწილების, ადგილმდებარეობის სიმაღლეზე დამოკიდებულების თავისებურებანი საქართველოს მდინარეებისთვის.The scheme for the assessment of underground runoff of rivers and ground waters’ storage is discussed, which is based on the application of observation data regarding minimal average monthly runoff in the cold period. The results obtained using this scheme and the assessment as a result of breakdown of hydrograph area compared. Their acceptable coincidence efficiency calculations and objectivity of results are demonstrated. The interconnection between the surface and underground runoff is investigated, along with the peculiarities of dynamics, territorial and interannual distribution dependence on the elevation of the terrain, stockpiles of underground waters in Georgia’s condition