Technika, 1980 (24. évfolyam, 1-12. szám)
1980-01-01 / 1. szám
2 SZÁMÍTÓGÉPES IDŐ JÁ (Folytatás az 1. oldalról) zam viszont szintén az időjárásnak van alárendelve. Az atmoszféra nitrogénből, oxigénből, argonból és kis mennyiségben más gázokból, így kriptonból, neonból, héliumból, ózonból stb. áll. Ezeken kívül széndioxid, vízgőz, aeroszolok, valamint különféle szennyanyagok fordulnak elő az atmoszférában. A tudósokat napjainkban a szén-dioxid és az ózonréteg aránya izgatja. A földi atmoszférában jelenleg 0,03%-ot tesz ki a szén-dioxid aránya. Számítógépes vizsgálatok szerint a széndioxid-szint megduplázódása a Föld jelentős felmelegedését, a felezése pedig lehűlését vonná maga után. Az ún. „melegház effektus” — amelyről a tudományos szaklapokban annyit cikkeznek napjainkban —, annak eredménye, hogy az atmoszférában jelenlevő gázok a rövid hullámhosszú napsugarakat átengedik, a földfelszínről visszavert infravörös sugárzást viszont visszatartják. Atmoszférakutató mesterséges hold Ózon a légkör magasabb rétegeiben keletkezik oxigénből ultraibolya-sugarak hatására. A levegőben csak igen kis koncentrációban van jelen, de fontos szerepe van: a Napból a Földre érkező, az élő szervezetekre káros ultraibolya-sugarak egy részét elnyeli. Az ózonréteg az infravörös sugárzás egy részét szintén elnyeli, így a Föld felszínéről kisugárzó hőenergiát kissé visszatartja. A földi hőmérsékleti viszonyok alakulására az ózonréteg hatást gyakorolhat. Amikor az ózonkoncentráció növekszik, a földi hőmérséklet csökken. Mérésekkel igazolták, hogy az 1976-os európai hideg tél folyamán Európa fölött az atmoszférában az ózonkoncentráció emelkedett mértékű volt. Tudományos körökben hosszú évek óta próbálják az ózonkoncentráció változásait emberi tevékenységekre visszavezetni. Az 1958—1976 közötti években végzett mérési sorozatok alapján arra lehet következtetni, hogy az emberi tevékenység nem okozott az atmoszféra ózonrétegében változásokat. Kimutatták ugyanis, hogy a szén-monoxid repukálja, a nitrogénoxid pedig növeli az ózonréteg-koncentrációt. Napjainkban e két tényező hatása jelentéktelen mértékű az ózonrétegre. A szakértők nem tudtak megegyezni abban, hogy az atmoszférában a széndioxid-tartalom növekedése milyen hatást gyakorol az ózonrétegre. A legújabb mérési eredmények szerint a szuperszonikus repülőgépek az ózonréteg minimális mértékű növekedését idézik elő, nem pedig csökkenését, mint azt eddig gondolták. A klímájáért, környezetéért aggódó ember napjainkban fokozottabb figyelmet fordít az atmoszféra összetételének alakulására. 1978 februárjában lőtték fel a SAGE elnevezésű műholdat, amely azóta 600 km magasságban kering a Föld felett. Kamerái minden nap 15 napfelkeltét és 15 napnyugtát észlelnek a világűrből. A műhold minden egyes fordulata során elemzi a napsugár összetételét a felhők magasságától 60 km magasságig, a földfelszínhez viszonyítva. A műhold műszerei mérik a vulkáni kitörések, valamint az emberi tevékenység során az atmoszférába kerülő aeroszolokat, gázokat. A szennyanyagok, gázok természetesen megváltoztatják az atmoszféra összetételének arányait. Mindez a későbbi évtizedekben már éreztetheti hatását a klímaviszonyok alakulásában. Az időjárás titkait kutató ember arra is kíváncsi, milyen "idő" lesz az ezredfordulón. Sajnos a számítógépes jóslatok meglehetős eltérést mutatnak e téren, egyes prognózisok szerint felmelegedéssel, míg más előrejelzési adatok szerint lehűléssel kell számolnunk, így azután a tudomány napjainkban a szerényebb rövid és középtávú előrejelzés tökéletesítésére összpontosítja erőfeszítéseit. Az időjárás előrejelzése a meteorológia legnehezebb feladata napjainkban. A prognózisokkal kapcsolatban kering világszerte a legtöbb anekdota és e téren támadják — alaptalanul — leginkább e tudomány művelőit. Az időjáráskutató intézetek meteorológiai mérések, jelentések, modellek alapján, egyenletek segítségével általában 2—3 napra szolgáltatnak többé-kevésbé pontos előrejelzéseket. Sajnos, ezen az időtartamon túl bizonytalanság uralkodik a prognosztika területén. Sok példával illusztrálhatnánk a bizonytalan középtávú prognózisok következményeit, de talán elegendő egynek az említése. Régi vágya az embernek, hogy „a szelek szárnyán” léggömbön repülje át az Atlanti-óceánt az Egyesült Államok és Európa között. Az utóbbi évtizedekben már tartós anyagból készült biztonságos léggömböket gyártanak és a hélium-töltés segítségével a hidrogén okozta gyúlékonyságot is sikerült kiküszöbölni. Miért olyan kockázatos mégis e vállalkozás? ! A kockázat meteorológiai jellegű, mert nem lehet 2—3 hétre előrejelezni az időjárás alakulását az óceán felett a repülés útvonalán. Az elmúlt évtizedekben számos ballonrepülő vállalkozása végződött halálos kimenetellel, vagy szerencsésebb esetben kényszerleszállással. A kudarcokat csaknem minden esetben az időjárási viszonyokban bekövetkezett, előre nem látott változások okozták. 1978- ban végre megvalósult a nagy ábránd, az USA és Európa közötti ballonrepülés. A siker — a három repülő bátorsága és szakértelme mellett — az időjárás kegyes voltának is köszönhető. A statisztikai és dinamikai meteorológiával foglalkozó kutatók az ötvenes évek óta foglalkoznak középtávú prognózisok készítésével. Talán új korszak kezdődött e téren 1979 júliusában, amikor megkezdte működését az angliai Reading melletti Shinefield Parkban a Cray—1 időjáráselőrejelző számítógép. A világ egyik legnagyobb teljesítményű számítógépe ez, amely 17 európai ország együttműködésének eredménye. A prognózisokat elsősorban a 17 európai ország mezőgazdasága, közlekedése és energiagazdálkodása hasznosítja. Valószínű azonban, hogy a jövőben más országok és földrészek számára is készítenek előrejelzéseket. A readingi központ szuper-számítógépét Seymur Cray mérnök tervezte. Hasonló nagy teljesítményű számítógépeket az Egyesült Államokban a meteorológiai előrejelzés mellett aerodinamikai és ballisztikai kísérleteknél, valamint nukleáris fegyverek kikísérletezésénél használnak. A 64 bites szuper-számítógép másodpercenként 80 ... 250 millió művelet elvégzésére képes. A Cray—1 számítógép térigénye: 6,5 m2, magassága pedig 2 m. Összehasonlításként közöljük, hogy a Texas Instrument és a Control Data nagy teljesítményű gépei 150 m2 alapterületet igényelnek A számítógép energiaigényes, 100 kW a fogyasztása és erős hűtést igényel. A Cray—1-et 12 fekete színű, alumíniumkeretes tábla övezi, amelyekben acélcsövek vannak elhelyezve. A csövekben kering a számítógép hűtését biztosító freongáz, amely a gép alján levő tartályból lép a keringési rendszerbe. fiz adatok feldolgozása A világ különböző részein működő meteorológiai mérőállomásokról kétóránként 4 millió információ fut be a brit Meteorológiai Hivatalba. Ezeket az időjárás alakulásával kapcsolatos adatokat a földi állomások, hajók, tengerre telepített bóják, meteorológai repülőgépek, ballon-szondák, stacionárius és poláris pályán keringő meteorológiai mesterséges holdak szolgáltatják. Az adatok nem kerülnek rögtön a Cray—1 számítógépbe feldolgozás céljára. A mérési adatokat először a Cyber—175 típusú elektronikus számítógép „előrendezi”. Miért van erre szükség? A meteorológiai mérőhelyek hatalmas kiterített térképen vannak bejelölve. Az egész Földet ábrázoló térkép négyzethálózatos beosztású. Egy-egy négyzet egyenlő területet jelent. A négyzeteken belül azokban a meteorológiai mérőállomások száma nem egyenlő. Van olyan négyzet, ahol 40... 50 mérőállomás, illetve adatszolgáltató hely is fel van tüntetve és van olyan is, ahol egyetlen mérőállomás sincs, például a Csendes-óceán térségében. A Cyber—175, a segédszámítógép tehát rendszerezi a beérkezett adatokat és átlagot, azaz kiszámít egy átlagértéket az olyan négyzet számára is, amelyen belül nincs mérőállomás. Az ily módon „előrendezett” értékeket továbbítja a Cyber—175 a főszámítógéphez, amely azokat tárolja, majd az adatokat feldolgozza. A „hadművelet” minden nap 22 órakor kezdődik. Az előkészítés két órán keresztül, azaz 24 óráig tart. Ebben az időszakban a szó a Cyber—175-ös számítógépé, ez végzi az átlagolást és az adatok előkészítését. Az előkészített adatok betáplálása 24 óráig megtörténik. Pontosan 24 órakor van az időpont, ekkor kezdi meg működését a Cray—1, tehát a főszámítógép, amely a betáplált adatok segítségével 15 perces lépcsőfokokban halad fokozatosan előre. A Cray—1 hatórás bontásokban dolgozik, hat óra leforgása alatt jelzi előre az időjárást 10 napra. A prognózis gyorsan megszületik, de az adatok továbbítása a 17 ország számára kissé lassúbb ütemű. A readingi központban elkészítik a saját használatú meteorológiai térképet, de a részt vevő 17 ország megkapja a maga bázistérképét, amelyből kiindulva az illető ország meteorológusai meg tudják rajzolni az előrejelzés adatait 10 napra előre. A Cray—1 számítógép 6, 10, később 15 napra fogja előrejelezni a várható időjárást. A Cray—1 természetesen nemcsak Európa időjárását, de Kínáét, Ausztráliáét stb is előre tudja vetíteni. A readingi Cray-központ 30 000 mérőállomástól kapja feldolgozásra az adatokat. A hagyományos szélerősség, légnyomás, légnedvesség, hőmérséklet stb. mellett a gép az előrejelzés során az atmoszférában lejátszódó dinamikai folyamatokat, fizikai változásokat is számítja. Tehát nemcsak a pillanatnyi földrajzi hely, pillanatnyi időjárás adatait kalkulálja, hanem adott térben a légköri állapotváltozások folyamatainak várható alakulását is kivetíti 10 napra előre. A readingi központtól természetesen nem lehet csodákat várni. Bármilyen nagy teljesítményű is ez a számítógép, nem tudja megjósolni, hogy 10 napra előre milyen lesz az időjárás Párizsban és milyen Orleansban. A Cray—1-től az alábbi típusú prognózist lehet elvárni: „Hat nap múlva az Azori-szigetektől kiinduló anticiklon Franciaország területén felmelegedést okoz. Ez az anticiklon 10 nap múlva keleti irányba elvonul és ezután a hőmérséklet ismét süllyedni fog.” Mibe kerülnek a readingi időjárás-előrejelző központ információi a részt vevő 17 országnak? Francia pénzben évi 60 millió frankot emészt fel a 10 napos prognózisok készítése, tehát a két számítógép üzemeltetése, a 30 000 mérőállomásról befutott adatok regisztrálása, értékelése, továbbítása. Ezt a 60 millió frankot, ha nem is egyenlő mértékben, de a 17 ország viseli. Közgazdászok szerint, ha a 17 ország az elkövetkező időben viszonylag pontos prognózisokat kap, úgy azok mezőgazdasága, közlekedése és energiagazdálkodása 25-szörösen vissza tudja téríteni a prognózisok költségeit. Mióta ember él a Földön, élete függött az időjárási viszonyoktól. Az „idők jeleiből” már az ókori civilizációkban élő emberek is megpróbáltak olvasni és következtetni. A mindenkori helyi időjárás az ókori görög emberek életét, létfenntartását oly mértékben befolyásolta, hogy Hellász kék egét meteorológiai jelenségekkel személyesített istenségekkel népesítették be. A modern meteorológia mérések, nagy sebességgel működő számítógépek segítségével készíti az előrejelzéseket. A Cray—1 komputerrel talán elérkezett az az időszak, amely véget vet a 10, majd a 15 napos időjárási prognózisok eddigi pontatlanságának. Endresz István Előre nem látott változások A Steading-i központ madártávlatból Cray- számítógép memóriatára TECHNIKA 1080/1.