omsz
>>
    OMSZ      IDŐJÁRÁS      ÉGHAJLAT      LEVEGŐKÖRNYEZET       ISMERET-TÁR   
Ismeret-tár főoldal |  Meteorológia iskola |  Felhőatlasz |  Iránytű |  Érdekességek, tanulmányok |  EISZ
 |  Honlaptemető 
Felbontás: KicsiFelbontás: NormálFelbontás: KözepesFelbontás: NagyobbFelbontás: Nagy Copyright © 
Az első sikeres számítógépes időjárás-
     előrejelzés magyar részvétellel

Az előző fejezetben arról olvashattunk, milyen tapasztalatokat szerzett Richardson  a  Bjerknes által javasolt új, fizikus szemléletű, vagy ahogy más szóval mondani szoktuk: determinisztikus előrejelzési módszertan alkalmazásakor. Richardson sikertelensége évtizedekre elvette a meteorológusok kísérletező kedvét. Maradtak a hagyományos előrejelzési módszerek, ahogy erről a VIII. részben olvashattunk.
Richardson könyvének megjelenése, vagyis 1922 után azonban egy sor olyan új tudományos eredmény jelent meg a matematikában, a fizikában és a meteorológiában, amely egyre határozottabban a légköri modellezés sikeres megvalósításának reményével kecsegtetett. Ezeket a felfedezéseket éppen az 1940-es évek végén egészítette ki a számítástechnika forradalma, vagyis az első elektronikus számítógép megépítése. Miben is álltak azok az eredmények, amelyek olyan fontosak lettek a meteorológusok számára? Három matematikus: Richard Courant, Kurt Friedrichs és Hyman Levy 1928-ban kimutatta, hogy a differenciálegyenletek közelítő megoldásának számításakor a térkoordináták és az időkoordináta közelítése nem választható meg függetlenül egymástól. Az 1940-es években Carl-Gustav Rossby svéd és Jule Charney amerikai meteorológusok munkássága nyomán sikerült a fizikából ismert Reynolds-féle hasonlósági elvet a légkörre alkalmazni, és sikerült felírni a légköri kormányzó egyenletrendszernek olyan alternatív alakját, amely csak egy meghatározott jelenségkör (pl. a ciklonok és anticiklonok) változékonyságának a leírását szolgálja. Ezek a felfedezések alapvetően módosították a meteorológusok gondolkodását a légköri modellezés lehetőségeiről. A világ legelső elektronikus számítógépének megépítése pedig eszközt teremtett ahhoz, hogy a hosszadalmas számításokat több hónap helyett néhány óra alatt lehessen elvégezni.
Az imént felsorolt felfedezések az Egyesült Államokban hozták meg gyümölcsüket a meteorológusok számára. Amikor 1946. február 14-én üzembe helyezték az Elektronikus Numerikus Integrátort és Számítógépet (Electronic Numerical Integrator and Computer, ENIAC), akkor annak feladata elsősorban a fejlesztést finanszírozó katonaság megrendeléseinek kiszolgálása volt. Ballisztikus rakéták pályaelemeit számolták rajta, és közelítő megoldását keresték a hidrodinamikai mozgásegyenleteknek, vagyis a Navier-Stokes-egyenleteknek (vö. VIII. rész), amellyel a lökéshullám terjedését igyekeztek modellezni az atombomba-program keretében. És itt lép a képbe Neumann János, minden idők legfiatalabb professzora az Egyesült Államokban, aki akkor már évek óta hazájától távol élt. Javasolta a számítógép üzemeltetőinek, hogy a programban békés, azaz polgári alkalmazás is szerepeljen: a lökéshullám terjedését leíróhoz hasonló egyenlet, a légköri mozgásegyenlet közelítő megoldásának kiszámítása.
Neumann vezetésével 20 meteorológus dolgozott a modellfejlesztésen 1946 augusztusától kezdve, és végül 1950 márciusában kaptak "gépidőt" az ENIAC-on.
Neumann János
Az 5500 méter magas, vagyis az 500 hPa-os légköri szint áramlási viszonyait jelezték előre 24 órával későbbre, öt különböző kiindulási helyzet adatai alapján az Egyesült Államok területét lefedő 235 rácspontban. Az adatokat és a programkódot összesen 1 millió lyukkártyán tárolták. A 17 ezer elektroncsőből megépített, egy 2,5 méter magas és 40 méter hosszú szerelvényfalon elhelyezett, összesen 30 tonna súlyú számítógép éppen 24 óra alatt lett kész a számítási eredményekkel. A kísérleti futtatások mégis eltartottak öt hétig, mert a gyakori leállások, üzemzavarok miatt többször is újra kellett indítani a gépet.
Neumann Jánosnak és vezető meteorológus társainak: Jule Charney-nak és Ragnar Fjörtoft-nak nem csak azért tulajdonítunk történelmi érdemeket, mert megvalósították Richardson álmát, hanem azért is, mert a kísérletsorozatról írt beszámolójukban értékelték tapasztalataikat, és olyan következtetéseket fogalmaztak meg, amelyek évtizedekig helytállónak bizonyultak, és hosszú időre meghatározták az előrejelzési módszertan fejlődésének irányait. Röviden összefoglalva: azt javasolták, hogy egymás fölött elhelyezett rétegekből kell felépíteni a modell-légkört, sűríteni kell a rácshálózatot a rácspontok számának növelésével és a rácstávolság csökkentésével, növelni kell a matematikai közelítő sémák pontosságát, és a valósághoz jobban illeszkedő egyszerűsített egyenletrendszert kell választani.
A sikeres kísérlet után az 1950-es évektől kezdve egyre-másra alakultak meg a nemzeti meteorológiai szolgálatok számítógépes modellező és előrejelző központjai. Az Egyesült Államokban az 1960-as évek elejétől pedig napi operatív rutin szerint készítik a számítógépes előrejelzéseket évről évre javított, fejlesztett légkörmodellek segítségével. Napjainkban a számítógépes előrejelzést készítő központok száma megközelíti a százat. Ennek ellenére időnként azt kell tapasztalnunk, hogy az előrejelzések nem tökéletesek. A hatalmas fejlesztések ellenére néha-néha hiba csúszik a számításokba. Vagy nem is számítási hibáról van szó? Mi is a baj az időjárási előrejelzésekkel? Erről a következő részben olvashatunk.
   Előszó 
   Az 1900-as évek előtt 
   1900-tól az I. világháborúig 
   A két világháború között 
   A harmincas évektől a II. világháborúig 
   A II. világháború és az újjászületés (1939-49) 
   Az ötvenes évek 
   Új szemlélet az előrejelzések készítésében 
   Az első fizikus szemléletű időjárás-előrejelzés 
   Hogyan készül a számítógépes előrejelzés 
   Mi a baj a számítógépes előrejelzéssel 
   Káosz az előrejelzésben - a káosz előrejelzése 
Meteorológiai alapismeretek 
Klímaváltozás Magyarországon