I. ზოგადი ინფორმაცია და საქმიანობის მიმართულებები
დედამიწის ფიზიკისა და გეომაგნეტიზმის სექტორი წარმოადგენს თსუ მ. ნოდიას გეოფიზიკის ინსტიტუტის ერთ-ერთ ძირითად სამეცნიერო ერთეულს, რომელიც სპეციალიზებულია დედამიწის შინაგან და გარე ფიზიკურ პროცესებში, სივრცით-დროითი ცვლილებების შესწავლაში და გეოფიზიკური მონაცემების სისტემურ ანალიზში. სექტორი საერთაშორისო სტანდარტებით ახორციელებს როგორც საველე დაკვირვებებს, ისე მათ შემდგომ დამუშავებას, მოდელირებასა და გამოყენებითი პროგნოზირების კომპონენტს.
სექტორის კვლევა ორიენტირებულია რამდენიმე პრიორიტეტულ მიმართულებაზე:
- გეომაგნიტური ველის მუდმივი მონიტორინგი;
- სეისმური და გეოდინამიკური აქტივობის შეფასება;
- კოსმოსური ამინდის ზეგავლენის კვლევა;
- მიწისძვრების, მეწყერების და სხვა რთული გეოფიზიკური პროცესების რისკების ანალიზი;
- გარემოს მონიტორინგსა და კატასტროფების პრევენციაში გამოყენებადი ფიზიკური მოდელების შექმნა.
II. მონაცემთა დამუშავება და ანალიტიკური ინფრასტრუქტურა
სექტორი ფლობს მრავალწლიანი დაკვირვებების არქივს, რომელშიც შედის:
- გეომაგნიტური ველის სათაო სერიები (დუშეთი, საბედავი, კახეთი);
- სეისმური სადგურების ჩანაწერები;
- ატმოსფერო-იონოსფეროს პარამეტრები;
- გრუნტისა და კლდის ფიზიკური თვისებების კვლევითი მონაცემები;
- გეოფიზიკური რადარებისა და გრუნტის შესწავლის ინსტრუმენტების შედეგები.
მონაცემთა დამუშავება ხორციელდება თანამედროვე მეთოდებით:
- სტატისტიკური ანალიზი (MLE, PCA, კორელაციური მოდელები);
- მანქანური სწავლება (XGBoost, LightGBM, ნეირონული ქსელები);
- დროითი სერიების მოდელირება (ARIMA, LSTM);
- სივრცითი ინტერპოლაცია (Kriging, IDW);
- გეოინფორმაციული სისტემები (ArcGIS, QGIS);
- მაღალი სიზუსტის ფილტრები და ანომალიების გამოვლენა.
მონაცემები გამოიყენება როგორც საბაზისო კვლევებისთვის, ასევე გამოყენებითი ამოცანებისთვის — მაგალითად,
მეწყერული საშიშროების მოდელირება, ნიადაგის დესტაბილიზაციის შეფასება, ელექტრომაგნიტური დარღვევების პროგნოზირება და სხვა.
III. დუშეთის გეომაგნიტური ობსერვატორია
დუშეთის ეროვნული გეომაგნიტური ობსერვატორია არის რეგიონში ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი გეოფიზიკური სადგური, რომელიც ფუნქციონირებს 1950-იანი წლებიდან და წარმოადგენს საქართველოს ორთავიან სადგურს საერთაშორისო გეომაგნიტურ ქსელში.
ობსერვატორიაში ხორციელდება:
- გლობალური გეომაგნიტური ველის მაღალი სიზუსტის (1–5 nT) მუდმივი მონიტორინგი;
- ველის ყოველდღიური, ყოველკვირეული, სეზონური და მრავალწლიანი ცვლილებების რეგისტრაცია;
- გეომაგნიტური შტორმების, ქვეავრალური რყევებისა და K-indeks-ის გამოთვლა;
- მონაცემების გადაცემა საერთაშორისო ქსელებში (INTERMAGNET, IAGA).
დუშეთის ობსერვატორიის მონაცემები კრიტიკულია:
- სატელიტური კომუნიკაციების უსაფრთხოებისთვის,
- ავიაციის ნავიგაციისთვის,
- ენერგოსისტემების ელექტრომაგნიტური რისკების შეფასებისთვის,
- გრძელვადიანი გეომაგნიტური ტრენდების დასადგენად.
IV. კოსმოსური ამინდისა და მზის-დედამიწის ურთიერთქმედების კვლევა
სექტორი სწავლობს მზის აქტივობისა და დედამიწის გეოფიზიკურ პროცესებს შორის კავშირს. აქცენტები კეთდება:
- მზის ქარის ინტენსივობაზე;
- კორპუსკულარული ნაკადების გავლენაზე;
- მაგნიტურ შტორმებზე;
- იონოსფეროს დარღვევებზე (TEC ანომალიები);
- GPS/GLONASS ნავიგაციის შეცდომებზე;
- რადიო კომუნიკაციაზე კოსმოსური ამინდის ზეგავლენაზე.
კვლევა ეფუძნება:
- NASA, NOAA, ESA-ს მონაცემებს;
- დუშეთის ობსერვატორიის ლოკალურ გაზომვებს;
- IRI და WDC მოდელებს;
- ლოკალური ML–მოდელებით ანომალიების პროგნოზირებას.
კოსმოსური ამინდის მონიტორინგი გამოიყენება საქართველოსთვის მნიშვნელოვანი სფეროებისთვის:
ენერგეტიკა, სატელეკომუნიკაციო ქსელები, აერონავიგაცია, გეოდეზია, ექსტრემალური ამინდების პროგნოზირება.
V. რთული გეოფიზიკური პროცესები და რისკების შეფასება
დედამიწის ფიზიკისა და გეომაგნეტიზმის სექტორი ახორციელებს რთული გეოდინამიკური და გეოსამუშაო პროცესების შეფასებას, მათ შორის:
1. მეწყერული საშიშროების შეფასება
მეტეოროლოგიური, გეოლოგიური, დისტანციური სენსინგისა და გრუნტის მონაცემების საფუძველზე ტარდება:
- სტაციონარული გეოფიზიკური დაკვირვებები;
- GIS–ზე დაფუძნებული Susceptibility Mapping;
- მანქანური სწავლების გამოყენებით სამი-ეტაპიანი LS მოდელირება;
- ნიადაგის ნესტიანობისა და ნალექის დინამიკური ტრიგერ–მოდელები.
2. სეისმური აქტივობისა და გეოდინამიკის მონიტორინგი
მონიტორინგის მიმართულებები მოიცავს:
- სეისმოლოგიური სადგურების მონაცემთა ანალიზს;
- სეისმური კატალოგების სტატისტიკას (G–R კანონი, Omori decay);
- ნიადაგის რყევის ლოკალური მოდელირებას;
- სეისმურ-ელექტრომაგნიტური კავშირის კვლევას.
3. ელექტრომაგნიტური ანომალიები და მათი გავლენა ინფრასტრუქტურაზე
კვლევა მოიცავს ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელებას, მიწისქვეშა რადარის გამოყენებას, დაბლოკვის ზონების შეფასებას და ენერგოსისტემების მოწყვლადობის ანალიზს კოსმოსური ამინდის შემთხვევაში.
VI. საერთაშორისო თანამშრომლობა და სამეცნიერო შედეგები
სექტორი თანამშრომლობს:
- INTERMAGNET,
- IAGA,
- ESA Space Weather Office,
- IRIS–თან,
- რეგიონულ უნივერსიტეტებსა და კვლევით ცენტრებთან.
კვლევების შედეგები ქვეყნდება საერთაშორისო ჟურნალებში (Scopus, WoS) და წარმოედგინება კონფერენციებზე.
ინსტიტუტი ასევე მონაწილეობს ეროვნული მასშტაბის პროექტებში,
სექტორის თანამშრომლები 
|