Цаг агаарыг урьдчилан тооцоолох загварчлалд супер компьютерийн технологи ашиглах
Салбар : Байгалийн шинжлэх ухаан
Төслийн дугаар :
Төслийн төрөл : ШУТ төсөл
Хугацаа: 2013-2015
Санхүүжилт: 194,600.0 мян.төг
Түлхүүр үг : тоон прогноз, уур амьсгал, агаарын бохирдол, тоос тоосонцор, бэлчээр хөрс, хиймэл дагуул
Үр дүн
1. Цаг агаарыг 1-5 хоногоор урьдчилан тооцоолох суперкомпьютерийн шуурхай ажиллагааны автомат технологийг агаар мандлын гидростатик биш WRF загварыг зүгшрүүлэн Монгол орны хэмжээгээр 9км, Төвийн бүсээр 3км, Улаанбаатар хот орчмоор 1км орон зайн нарийвчлалтайгаар үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэв. Ингэхдээ харьцангуй алдаа багатай физик схем, параметрчлалын сонголтыг хийж, газар бүрхэвч, нуур, хотын загваруудыг холбож урьдчилсан мэдээний алдааг 3-5оС-аар багасгав.
-Тоон прогнозын загварын анхны нөхцлийг (оролтын мэдээ) хиймэл дагуулын радианс мэдээ, радарын мэдээгээр сайжруулав. Үүнд газар бүрхэвчийн ангилал, ногоон ургамлын бүрхэц, гадаргын альбедо, навчны гадаргуугийн индекс зэргийг бодит хугацааны MODIS хиймэл дагуулын мэдээллээр тооцоолж ялангуяа хур тунадасны алдааг бууруулав. Улаанбаатар орчимд радарын мэдээгээр ассимляци хийж ажиглалт болон прогнозын хоорондын хамаарал 0.8 хүргэж сайжруулав.
-Цаг агаар муудах үед бичил хэмжээст процессыг нарийвчлах үүднээс 3км нарийвчлалтай бүс нутагт үүрлэж ажиллах технологийг Монгол орны 7 бүс нутагт нэвтрүүлэв. Олон загварын 11 ансамбль гишүүнтэй системийг бүрдүүлж супер ансамбль дундажлах аргаар агаарын температурын прогноз мэдээг сайжруулж, хур тунадасны магадлалын прогнозын гаргах технологийг боловсруулж туршив.
2. Бүс нутгийн ММ5 загварын гаралтанд суурилсан 9км-ийн грид цэг болон 130 хот, суурингийн агаарын хамгийн их, бага температур, салхины хурдны прогнозыг 1-5 хоногоор тооцоолох MOS статистик техникт суурилсан загварыг боловсруулав. Уг загвар нь температурыг 5oC-аас, салхины хурдыг 2м/с-ээс бага дундаж квадрат алдаатай урьдчилан мэдээлж байна. Харин хур тунадасны хувьд энэхүү техникыг ашиглах боломжгүй гэсэн дүгнэлтэд хүргэв.
-Дэлхий хэмжээний олон загварын 1-3 сарын прогнозын гаралтанд статистик тайлалыг хийх загварыг каноник хамаарлын аргаар олон гишүүнт регресст үндэслэн 70 цаг уурын өртөөгөөр боловсруулав. Гэвч ажиглалттай харьцуулан таарцыг дүгнэж үзэхэд 3-11-р саруудад улиралд 15% орчим дээгүүр, харин өвлийн улиралд доогуур таарцтай байна.
-Харин энэхүү сэдэвт судалгааны ажлын хүрээнд дэлхийн хэмжээний динамик загварыг бөмбөрцгийн хэмжээгээр Монголд анх удаа ажиллуулан сар, улирлын прогноз гаргахад ашиглах алхамыг хийж өнгөрсөн хугацааны цаг агаар, уур амьсалын тооцоог хийв.
3. Монгол орны уур амьсгалын өөрчлөлтийн ирээдүйн тоон үнэлгээг хамгийн сүүлийн 5-р үнэлгээний илтгэлд суурилсан хүлэмжийн хийн их, бага, дунд зэргийн ялгаралттай үеийн сценарын хувьд манай орны өнгөрсөн үеийн уур амьсгалыг харьцангуйгаар хамгийн бага алдаатай тооцоолдог дэлхий хэмжээний 10 загварын дундаж байдлаар тооцоолон хийв. Хамгийн их хүлэмж хийн ялгаралттай үеийн ган, зуд, хуурайшлын давтагдал, эрч хүчний өөрчлөлтийн үнэлэв.
-Дээрх үнэлгээний үр дүнг орон зайн хувьд нарийвчлан бүс нутгийн динамик загварыг 30км-ээр Монголын газар нутаг, зарим голын сав газраар ирээдүйн 100 жилээр явуулж уур амьсгалын үндсэн элементүүдийн үр дүнг гарган авав. Эдгээр уур амьсгалын өөрчлөлтийн нөлөөллийн шинэчилсэн үнэлгээнд шууд ашиглагдсан болно.
4. Агаарын бохирдлын эх үүсвэрийн тооллого, ялгаралтыг 2014 оны мэдээгээр шинэчлэн тооцов. Анх удаа автомашины ялгаралтыг камерын мэдээ, хөдөлгөөний хурд, насжилт тооцож гол замуудаар гаргав.
-Эх үүсвэрийн ялгаралтын 1км нарийвчлалтай грид мэдээ рүү хөрвүүлж агаар мандал-химийн WRF-Chem динамик загварыг өөрийн оронд зүгшрүүлэн агаарын бохирдлын (PM10, SO2, NO2,CO) 36 цагийн прогнозыг хийх технологийг боловсруулав. Хоногийн дундаж загварын прогнозолсон агууламж нь бодит ажиглалтаас харьцангуй их байгаа ч тэдгээрийн хоорондын хугацааны хамаарал 0.5-0.8 байна. Энэ нь суперкомьпютерийн технологид суурилсан агаарын бохирдлын системийг эх үүсвэрийн ялгаралтын тооцоог нарийвчилж шуурхай байдлаар 24-36 цагийн прогноз хийх технологийг үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх боломжтойг харуулав.
-Эрдэнэ, Номгон сумд байрласан шороон шуурганы өртөөний нарийвчилсан ажиглалтын мэдээг ашиглан говь, хээрийн бүсэд тоос дэгдэх салхины босго утгыг 10 м өндөрт харгалзан 12.6 м/с, 13.7 м/с болохыг тогтоов.
5. Уур амьсгалын үндсэн элемент болох агаарын температур, хур тунадасны оронг 1971-2000 оны дунджаар динамик болон статистик загвараар тооцоолж үзэхэд түүний сарын дундаж температурын алдаа дулаан улиралд 1.0-1.5оС, хүйтэн улиралд -4...- 3оС тус тус байв. Орон зайн хамаарал 0.91-0.94 байна. Хур тунадасны хувьд дундаж квадрат алдаа 0.18-4.57 мм байж орон зайн хамаарал 0.96-0.99 байв.
-Уур амьсгалын элементийн сарын дундаж орныг агаарын температур, хур тунадасны хувьд орон зайн 5-10км, цаг хугацааны 1 сарын нарийвчлалтайгаар грид хэлбэрээр 1971-2014 оны хооронд үүсгэв
6. Газар тариалан, бэлчээр-хөрст үзүүлэх уур амьсгалын өөрчлөлтийн нөлөөллийн үнэлгээг 5-р үнэлгээний илтгэлд суурилсан хүлэмжийн хийн хамгийн их ялгаралттай үеийн, орон зайн хувьд бүс нутгийн уур амьсгалын өөрчлөлтийн загвараар нарийвчилсан үр ашиглан хийв. Энэхүү судалгааны үр дүнгээр газар тариалан өнөөгийн энэ байдлаар цааш явбал хуурайшил эрчимжих, халууны дарамтын нөлөөллөөр буудайн ургац дунджаар 10-15% буурах төлөвтэй байна.
-Ус цаг уур, орчны хяналт шинжилгээний улсын сүлжээн дээр хийж байгаа бэлчээрийн үндэсний мониторингийн мэдээн дээр тулгуурлан “Монгол орны бэлчэээрийн төлөв байдлын тайлан”-г анх удаа гаргав. 2014 оны байдлаар бэлчээрийн төлөв байдал, чанар нь тухайн орчныхоо хөрс, уур амьсгалын нөхцөл дэх унаган бүлгэмдлийн боломжит чадавхитай харьцуулахад нилээд өөрчлөгдөж доройтсон байна. Үүнээс бэлчээрийн даац, сэргэх чадавхид нь ашиглалтын эрчмийг тохируулах, ашиглалтын одоогийн хэлбэрийг бүрэн өөрчлөх замаар сэргээн сайжруулахад хамгийн багадаа 3-аас доошгүй жил шаардлагатай байгаа бэлчээрийн хэмжээ 40%-иас давсан дүн гарав.