Institute of Hydrometeorology

საქართველოში მყინვარები განლაგებულია კავკასიონის ქედზე (სამხრეთ ნაწილი) და თავმოყრილია 12 მყინვარულ აუზში: 6 დასავლეთ საქართველოში (ბზიფი, კელასური, კოდორი, ენგური, ხობისწყალი, რიონი) და 6 აღმოსავლეთ საქართველოში (ლიახვი, არაგვი, თერგი, ასა [არხოტისწყალი], არღუნი, პირიქითი ალაზანი). დიდი მყინვარები მდებარეობენ ოთხი მდინარის კოდორის, ენგურის, რიონისა და თერგის მყინვარულ აუზებში.
კვლევაში გამოყენებულია მაღალი გარჩევადობის თდზ ტექნოლოგიები, ისტორიული და ღია წყაროების მონაცემები, გის ტექნოლოგიები [11-13] და საექსპერტო ცოდნის ერთობლიობა საქართველოს ყველა მყინვარული აუზის შესახებ.

გამოყენებულია თანამგზავრული მონაცემები, რომლებიც ხელმისაწვდომია დედამიწის რესურსებზე დაკვირვების სისტემის (Earth Resources Obsevation Systems /EROS/) საშუალებით. ამ არქივში, რომელიც აშშ-ის შს სამინისტროს დაქვედებარებაში იმყოფება, დაცულია Landsat-ის თანამგზავრებით მოპოვებული მონაცემები, აგრეთვე NASA-ს განკარგულებაში არსებული თანამგზავრული სურათები.
ავტორების მიერ შემუშავებული მეთოდები [14,15] შეესაბამება მსოფლიოს საუკეთესო პრაქტიკებს [13,16,17], რაც შესაძლებელს ხდის მყინვარების მდგომარეობის დადგენას ერთდროულად დიდ ტერიტორიებზე საჭირო გარჩევადობითა და სანდოობის მაღალი სიზუსტით.

მონაცემთა ძირითადი წყაროებია:

- თანამგზავრების Landsat 5, 7, და 8-ის (15–30 მ გარჩევადობით) და კომერციული Azercosmos თანამგზავრის SPOT 6 (1–1,5 მ გარჩევადობით) [18] თანამგზავრული სურათები.

- მყინვარების კატალოგის და 1960-იანი წლების ტოპოგრაფიული რუკების ისტორიული მონაცემები.

- ღია წყაროების, როგორიცაა NASA-ს და გლობალური მიწის ყინულის გაზომვები კოსმოსიდან (GLIMS) პროექტის მონაცემთა ბაზები.

- Google Earth-ის მაღალი გარჩევადობის სურათები (0, 5 – 0, 8 მ გარჩევადობა).

კვლევა მოიცავს კატალოგის (ერთი ვადა) ისტორიულ მონაცემებს და თდზ-ის სამი შერჩეული ძირითადი ვადის, კერძოდ 2010 წ. (პირობითად ავღნიშნოთ თდზ 1-ით); 2015 წ. (პირობითად - თდზ 2-ით) და 2020 წ. (პირობითად - თდზ 3-ით) მონაცემებს. თდზ-ის თითოეული ვადისათვის განისაზღვრა კატალოგში მოყვანილი პარამეტრები, როგორიცაა მყინვარის ფართობი, მორფოლოგიური ტიპი, ექსპოზიცია, სიგრძე, მინიმალური და მაქსიმალური სიმაღლე, ფირნის ხაზის სიმაღლე და აბლაციის ფართობი. მყინვარები დაყოფილია მცირე (0,1–0,5 კმІ), საშუალო (0,5–2,0 კმІ) და დიდ (>2,0 კმІ) კატეგორიებად. ჩატარებულმა კვლევებმა გამოავლინა მყინვარების მნიშვნელოვანი დანაწევრება და დნობა დროთა განმავლობაში.
გამოწვევები, როგორიცაა ღრუბლის საფარი, ისტორიული მონაცემების და ღია მონაცემთა ბაზებში კონტურების გავლების უზუსტობები, მოგვარდა ხარისხის კონტროლის ღონისძიებების, 3D ვიზუალიზაციისა და მყინვარების კონტურების დიგიტალიზაციის გამოყენებით.

გამოვლენილი პრობლემების აღმოფხვრა

ჩატარებული კვლევების განხორციელებისას გამოიკვეთა რიგი პრობლემებისა, რომლებიც წარმატებით იქნა აღმოფხვრილი, კერძოდ:

- შესასწავლი მყინვარების იდენტიფიკაციისათვის გამოყენებულია ASTER DEM რელიეფის ციფრული მოდელი, კატალოგში მოყვანილი სქემები და გასული საუკუნის 60-იანი წლების სსრ კავშირის ტოპოგრაფიული რუკები (1:50000). რელიეფის ციფრული მოდელის საშუალებით განხორციელდა მყინვარების 3D ვიზუალიზაცია რელიეფის ანალიზის და მყინვარების გეოგრაფიული მიბმის მიზნით. 3D ვიზუალიზაციის გამოყენებით დაზუსტდა თითოეული მყინვარის მდებარეობა მდინარეთა აუზების მიხედვით;

- მყინვარების იდენტიფიკაციის სიზუსტის დასადასტურებლად გამოყენებულია მეორე გზაც. ყველა მყინვარისათვის GoogleEarth-ის საშუალებით განისაზღვრა მათი მდებარეობის კოორდინატები, რომლებიც შედარდა მსოფლიო კატალოგში მოცემულ კოორდინატებს (კატალოგში კოორდინატები არ არის მოყვანილი). მსოფლიო კატალოგში საორიენტაციო მყინვარების მახლობლად მითითებულია თითოეული მყინვარის საიდენტიფიკაციო კოდი, რის საფუძველზეც შესაძლებელია კატალოგში მათი საიდენტიფიკაციო ნომრებისა და შესაბამისი მახასიათებლების განსაზღვრა. შესასწავლი მყინვარების გეოგრაფიული კოორდინატები ფაქტიურად იდენტური აღმოჩნდა მსოფლიო მყინვარების კატალოგის მონაცემების, რამაც მყინვარების იდენტიფიკაციის სიზუსტე დაადასტურა;

- თდზ-ის მონაცემების გამოყენებისას აღმოჩნდა, რომ კატალოგის შექმნისას დაშვებული იყო უზუსტობები, რომელთა გადალახვა შესაძლებელი გახდა თდზ-ის მონაცემებით მიღებული საქართველოს მყინვარების კონტურების და გასული საუკუნის 60-იანი წლების ტოპოგრაფიულ რუკებზე ასახული მყინვარების კონტურების შედარებით. გასულ საუკუნეში ეს ტოპოგრაფიული რუკები (1:50000) ხელმისაწვდომი არ იყო, რადგან ისინი შედგენილი იყო სამხედრო უწყებისათვის და გასაიდუმლოებული იყო. ჩატარებულმა კვლევებმა ცხადყო, რომ დაახლოებით ბოლო 60 წლის განმავლობაში საქართველოს ყველა მყინვარის ფართობი შემცირდა. კატალოგში მოყვანილი ცალკეული მყინვარისათვის ფართობის მონაცემი უფრო ნაკლები აღმოჩნდა, ვიდრე თდზ-ით განსაზღვრული, რაც შეცდომაა, რადგან ეს იმაზე მეტყველებს, რომ თითქოს თდზ-ით განსაზღვრული მყინვარების ფართობი 60-იან წლებში დადგენილ იმავე მყინვარის ფართობთან შედარებით გაიზარდა. თდზ-ის მონაცემებით მიღებული კონტურების და გასული საუკუნის 60-იანი წლების ტოპოგრაფიულ რუკებზე ასახული მყინვარების კონტურებთან შედარებამ საშუალება მოგვცა ჩატარებულიყო კატალოგში მოყვანილი არასანდო მონაცემების კორექტირება;

- მსოფლიოში არსებულ მონაცემთა ღია ბაზების გამოყენებისას აღმოჩნდა, რომ რიგ შემთხვევებში დაცული კონტურები არაზუსტია. კონტურების დაზუსტება განხორციელდა თანამგზავრული სურათისა და რელიეფის ციფრული მოდელის საფუძველზე შექმნილი სიმაღლის იზოხაზების ზედდებით და ექსპერტული ცოდნის გამოყენებით. 3D გამოსახულების გამოყენებით მაღალი სიზუსტით განისაზღვრა წყალგამყოფები, რაც გადამწყვეტია მყინვარების კონტურების ზუსტი დადგენისათვის. გამოყენებულია ექსპერტული ცოდნაც. სურათზე მოყვანილია მყინვარწვერის მყინვარების კონტურები, სადაც ა-ზე ნაჩვენებია მყინვარწვერის მყინვარების კონტურები GLIMS-ის მონაცემთა ბაზიდან, ხოლო ბ-ზე ავტორების მეთოდების გამოყენებით დაზუსტებული კონტურები. განხილვა გვიჩვენებს, რომ მნიშვნელოვნადაა შეცვლილი წყალგამყოფის კონტური გერგეთის და დევდორაკის მყინვარებს შორის, რამაც შესაბამისად მნიშვნელოვნად შეცვალა ამ მყინვარების კონტურები, მათ მიერ დაკავებული ფართობები და მყინვარების სხვა მახასიათებლები [20].

ა

ბ

მყინვარწვერის მყინვარების კონტურები:
ა − GLIMS მონაცემთა ბაზიდან და ბ − გამოყენებული მეთოდებით დაზუსტებული

- ღრუბლიანობის შემთხვევაში თანამგზავრული სურათების გამოყენება უმეტეს შემთხვევაში შეუძლებელია. მყინვარებზე დაკვირვებისას ამ შეზღუდვას ემატება თვით მყინვარის ზედაპირის მდგომარეობა. მყინვარის ზედაპირი მაქსიმალურად თავისუფალი უნდა იყოს თოვლის საფარისგან, კერძოდ, თდზ უნდა განხორციელდეს აბლაციის დამთავრებიდან პირველი თოვლის მოსვლამდე. ეს პერიოდი დამოკიდებულია მყინვარის ადგილმდებარეობაზე, სიმაღლეზე, კლიმატზე და ამინდის პირობებზე. საქართველოსათვის ეს დროითი ინტერვალი დაახლოებით მოიცავს პერიოდს ივნისის ბოლოდან ოქტომბრის დასაწყისამდე. იმ შემთხვევაში, როცა ამ შეზღუდვებიდან გამომდინარე რომელიმე მყინვარული აუზისათვის ძირითად ვადაზე არ მოიძებნა მისაღები თდზ-ის ინფორმაცია, გამოიყენება შერჩეული ძირითადი ვადის მოსაზღვრე ხელმისაწვდომი თარიღების ინფორმაცია.

- ჩატარებული კვლევების საფუძველზე დადგინდა, რომ მყინვარების დეგრადაცია გაცილებით სწრაფად მიმდინარეობს აღმოსავლეთ საქართველოში, ვიდრე დასავლეთ საქართველოში, რაც განპირობებულია ქვეყნის ამ ნაწილების კლიმატში დიდი განსხვავებით. კერძოდ, აღმოსავლეთ საქართველოს კლიმატი იმ ქვერეგიონში, სადაც მყინვარები არის გავრცელებული, ხასიათდება ნამდვილ ზაფხულს მოკლებული, მაღალი მთიანეთის ზომიერად მშრალი ჰავით. აღმოსავლეთ საქართველოში კონტინენტური კლიმატი ქმნის უფრო პატარა, თხელ მყინვარებს ქვეყნის დასავლეთ ნაწილთან შედარებით, თუმცა ქმნის სანახაობრივ ლანდშაფტებს (მდ. თერგის აუზი). მაგალითისათვის თერგის მყინვარული აუზი. დასავლეთ საქართველოს ის ქვერეგიონი, სადაც მყინვარები არის, ხასიათდება მაღალმთის ნოტიო ჰავით მუდმივი თოვლით და მყინვარებით. დასავლეთ საქართველოში (ენგურის, კოდორის, რიონის აუზები) ნოტიო ატლანტიკური ჰაერის მასები უხვ ნალექებს იძლევა, რაც უფრო დიდ და სქელ მყინვარებს წარმოქმნის ქვეყნის დასავლეთ ნაწილთან შედარებით. მაგალითისათვის მდ. ენგურის მყინვარული აუზი. ამის გათვალისწინებით ყველა დასახული კვლევა ცალ-ცალკე განხორციელდა ქვეყნის აღმოსავლეთი და დასავლეთი ნაწილებისათვის.

- მნიშვნელოვანია, რომ კვლევის ყველა ეტაპზე გამოყენებულია მონაცემების ხარისხის შეფასებისა და ხარისხის კონტროლის სხვადასხვა პროცედურა, რის შედეგადაც ხშირ შემთხვევებში უზრუნველყოფილია მიღებული შედეგების სანდოობა მაღალი ხარისხით.