Unsichtbar im Sturm: Die Rolle der Mathematik in der Wettervorhersage

ویرایش: 1. Aufl. 
نویسندگان: Ian Roulstone. John Norbury  
سری:  
ISBN (شابک) : 9783662482537, 9783662482544 
ناشر: Springer Berlin Heidelberg;Springer Spektrum 
سال نشر: 2019 
تعداد صفحات: 313 
زبان: German 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 19 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 78,000



استفاده از ریاضیات در پیش بینی آب و هوا و در نتیجه یکی از بزرگترین موفقیت های علم مدرن، برای اولین بار در این اثر ارائه شده است. اگرچه انسان ها همیشه سعی کرده اند آب و هوا را پیش بینی کنند، اما تا آغاز قرن بیستم بود که اصول ریاضی به طور منظم مورد استفاده قرار گرفت. در این کتاب، ایان رولستون و جان نوربری تغییرات اساسی در هواشناسی مدرن را توصیف می کنند - از اولین تلاش برای استفاده از ریاضیات در پیش بینی آب و هوا تا استفاده از ابررایانه های امروزی، که به طور سیستماتیک اطلاعات هواشناسی را از ماهواره ها و ایستگاه های هواشناسی ارزیابی می کنند.

<. p>در اوایل سال 1904، فیزیکدان و هواشناس نروژی Vilhelm Bjerknes روشی را معرفی کرد که تحت عنوان "پیش بینی عددی آب و هوا" به علم راه یافت. اگرچه محاسبات پیشنهادی او بدون رایانه قابل انجام نبود، استدلال ریاضی او، مانند استدلال لوئیس فرای ریچاردسون، نشان دهنده نقطه عطفی در علم جو بود. رولستون و نوربری کشف اثر پروانه را در نظریه آشوب توصیف می کنند، که بر اساس آن حتی کوچکترین تغییرات در شرایط اولیه باعث تغییرات طولانی مدت قابل توجهی در سیستم می شود - کشفی که امیدها برای پیش بینی پذیری آب و هوای عالی را از بین برد. نویسندگان نشان می‌دهند که چگونه هواشناسان امروزه از ریاضیات پیشرفته استفاده می‌کنند، اما هنوز در معرض محدودیت‌های قابل پیش‌بینی هستند. میلیون ها متغیر - شناخته شده، ناشناخته و تخمین زده شده - و میلیاردها محاسبه اساس هر پیش بینی امروزی است و شبیه سازی کامپیوتری مدرن جالب و جذاب سیستم جوی را امکان پذیر می کند.
این کار به روشی آسان و قابل درک نقش ضروری ریاضیات را در پیش بینی آب و هوای همیشه در حال تغییر توضیح می دهد.​

Die Verwendung von Mathematik bei der Vorhersage von Wetter, und damit einer der größten Erfolge moderner Wissenschaft, wird in diesem Werk erstmalig anschaulich dargestellt. Obwohl Menschen schon immer versucht haben, Wetter vorherzusagen, wurden mathematische Prinzipien erst mit Beginn des 20. Jahrhunderts regelmäßig dabei eingesetzt. In diesem Buch schildern Ian Roulstone und John Norbury die grundlegenden Veränderungen in der modernen Meteorologie - vom ersten Versuch an, Mathematik in der Wettervorhersage zu verwenden, bis hin zum Einsatz der heutigen Supercomputer, die meteorologische Informationen von Satelliten und Wetterstationen systematisch auswerten.

Bereits 1904 führte der norwegische Physiker und Meteorologe Vilhelm Bjerknes eine Methode ein, die unter dem Begriff "Numerische Wettervorhersage" Eingang in die Wissenschaft gefunden hat. Obwohl die von ihm vorgeschlagenen Berechnungen nicht ohne Computer durchgeführt werden konnten, stellten seine mathematischen Überlegungen, ebenso wie die von Lewis Fry Richardson, einen Wendepunkt in der atmosphärischen Wissenschaft dar. Roulstone und Norbury beschreiben die Entdeckung des Schmetterlingseffekts in der Chaostheorie, nach der selbst kleinste Veränderungen der Ausgangskonditionen erhebliche Variationen auf lange Sicht im System verursachen - eine Entdeckung, die die Hoffnung auf eine perfekte Vorhersehbarkeit des Wetters zunichtemachte. Die Autoren stellen dar, wie Meteorologen heute modernste Mathematik einsetzen, dabei aber doch den Grenzen der Vorhersagbarkeit unterliegen. Millionen von Variablen - bekannt, unbekannt und geschätzt - sowie Milliarden von Berechnungen sind heute Grundlage jeder Vorhersage und ermöglichen interessante und faszinierende moderne Computersimulationen des atmosphärischen Systems.
Dieses Werk erläutert auf leicht verständliche Weise die unverzichtbare Rolle von Mathematik bei der Vorhersage des sich immer wandelnden Wetters.​

Front Matter ....Pages I-IX
 Vorspiel: Neuanfänge  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 1-2
 1. Eine Vision wird geboren  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 3-39
 2. Von Überlieferungen zu Gesetzen  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 41-78
 3. Fortschritte und Missgeschicke  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 79-111
 4. Wenn der Wind den Wind weht  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 113-144
 Zwischenspiel: Ein Gordischer Knoten  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 145-147
 5. Begrenzung der Möglichkeiten  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 149-178
 6. Die Metamorphose der Meteorologie  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 179-216
 7. Mit Mathematik zum Durchblick  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 217-254
 8. Im Chaos vorhersagen  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 255-294
 Nachspiel: Jenseits des Schmetterlings  (Ian Roulstone, John Norbury)....Pages 295-297
Back Matter ....Pages 299-309