Új Szó - Vasárnap, 1980. július-december (13. évfolyam, 27-52. szám)
1980-12-07 / 49. szám
TUDOMÁNYTECHNIKA a DŐJÁRÁS ELŐREJELZÉSE ÉE1K02 EGYÜTTMŰKÖDÉSBEN Az időjárásra vonatkozó hírek ma a világ minden országában az információs rendszer elválaszthatatlan részét képezik. A légi és a tengeri közlekedés napjainkban az előrejelzett időjáráshoz igazodik, az időjárásra vonatkozó adatokat figyelembe veszik a hidrológiai létesítmények építésénél, a városok, lakónegyedek tervezésénél, a biztosító és a bírósági szervek ezekre alapozzák döntéseiket a természeti csapások okozta károk megtérítésénél, nem is beszélve a mezőgazdaságról, ahol az időjárás előrejelzésének óriási szerepe van a munkák szervezésénél a vetéstől egészen a betakarításig. A meteorológiában használt fogalmak, a szél, az eső, a vihar, a csökkenő felhőzet, a derült égbolt, a talajmenti fagy stb. az előrejelzésre vonatkozó bonyolult kifejezésekkel együtt a világnyelvek leggyakrabban haszonért fogalmai. Ezt a Genfben létesített Meteorológiai Világszervezet is elősegíti, amely az ENSZ nemzetközi szervezete (WMO - World Meteorological Organisation). A szervezet tagjai saját meteorológiai szolgálattal rendelkező államok és területek, számuk jelenleg már elérte a 150-et. A WMO koordinálja, szabványosítja és javítja a meteorológiai szolgáltatásokat az egész világon, támogatja az országok közötti hatékony információcserét, szervezi az együttműködést a megfigyelő állomások hálózatának építésében, gondoskodik az eredmények és statisztikai adatok egyeség publikálásáról, ösztönzi a kutatótevékenységet, az újabb és korszerűbb eszközök fejlesztését, amelyek a műholdak és az űrrepülések korszakában egyre jelentősebb szerephez jutnak. Ma már minden rövid tájékoztatás mögött, amelyek arra vonatkoznak, hogy milyen idő lesz holnap, vagy a következő hét elején, elképzelhetünk mintegy 8000 földi megfigyelő állomást, 3000 meteorológiai repülőgépet, 4000 meteorológiai hajót, amelyek a nap 24 órájában 100 000 megfigyelést végeznek el a Föld felszínén és 10 000 megfigyelést az atmoszféra magasabb rétegeiben. Ehhez a rendszerhez néhány év óta számos meteorológiai műhold is tartozik. Az időjárásra vonatkozó adatok hatékony felhasználása céljából három meteorológiai világközpontot is létesítettek, éspedig Moszkvában, Melbourneben és Washingtonban, amelyekhez további 25 területi központ is tartozik. Közép-Európa területi központját például Komoranyban, a Csehszlovák Hidrometeorológiai Intézet központjában találjuk. Itt naponta rögzítenek jelentéseket 9 hajóról az Atlanti-óceán térségében, valamint 600 földi megfigyelőállomásról Amerika partjaitól egészen az Ural hegyvonulatáig, az északi sarkvidéktől Afrikáig. A feldolgozott adatokat eljuttatják a többi meteorológiai világközpontba. A Meteorológiai Világszervezet elődjét, a Nemzetközi Meteorológiai Szervezetet 1878-ban alapították. A jelenlegi szervezetet az ENSZ Közgyűlése 1951 decemberében hagyta jóvá. Az információk cseréje globális távközlési rendszer segítségével történik, amelyhez hozzá csatolták a Polgári Légi Közlekedés Nemzetközi Szervezetének (ICAO) hálózatát is. A világszervezet tagjai számára kidolgozta a megfigyelések nemzetközi szabványait, a felhők nemzetközi atlaszát, az előrejelzés egységes formuláit, s folyamatban van egy éghajlati világatlasz kiadása. A világviszonylatban szervezett munka a meteorológia fejlődésében odáig jutott, hogy ma már az időjárás és az éghajlat aktív befolyásolása is napirendre került. Kísérleteket indítottak abban az irányban, hogy miként lehetne mesterségesen irányítani egyes légköri jelenségeket. Főleg különböző természeti katasztrófák, jégverések, szélviharok elhárításáról van szó. A WMO tagjai kísérleteket folytatnak a repülőterek feletti köd eloszlatására, a szőlő és más ültetvények fagy elleni védelmére. Ezekkel a problémákkal szakosított nemzetközi bizottságok foglalkoznak, a szakosítás tehát ezen a területen is elmélyül, ami nagy mértékben elősegíti az éghajlattal és az időjárással foglalkozó tudományágak további fejlődését. (m) A Szovjetunió távol-keleti részének hidrometeorológiai központja Habarovszkban működik. A nemzetközi adatszolgáltatás és a központhoz tartozó megfigyelő állomások jelentései alapján itt készítik elő az időjárás előrejelzését Szahalin, Kamcsatka, a Bajkálon túli területek, Jakutföld, és az egész távol-keleti tengerparti övezet számára. A felvételen a Habarovszk Hidrometeorológiai Központ számítástechnikai berendezésének vezérlőpultja látható. MŰHOLDAK A METEOROLÓGIA SZOLGÁLATÁBAN A mesterséges holdak megjelenésével hamarosan előtérbe került azok meteorológiai célokra való felhasználásának a kérdése. A meteorológusok felismerték azokat az óriási lehetőségeket, amelyek az időjárás műholdas megfigyelésével a légköri folyamatok elemzése és előrejelzése terén nyíltak. Nem véletlen, hogy az első meteorológiai műholdat, a TIROS 1-et már két és fél évre az első szputnyik fellövése után, 1960 április 1-én felbocsátották. A műholdat a feladata alapján nevezték el (Television and Infrared Radiation Observation Satellite), minthogy fedélzetén a földi légkör megfigyelésére televíziós kamerákat és sugárzásmérőket helyeztek el. A TIROS I után nemsokára megjelentek a NIMBUS, az ESSA, az ERTA és a METEOR meteorológiai műholdak, bizonyítva alkalmazásuk szükségességét. A műholdakon elhelyezett televíziós kamerák a Föld felé fordulva a felhőtakaró elhelyezkedéséről közvetítenek felvételeket meghatározott időközönként. A földi felhőészlelések alapján összeállított felhőanalízis korántsem tekinthető objektívnek és teljesnek. Az észlelő a terepdomborulat és különböző felszíni tárgyak miatt többé-kevésbé korlátozott a horizont közelében levő felhők megfigyelésében, emellett az általa belátott terület nagysága erősen függ a felhőzet magasságától és a látási viszonyoktól, így a szokványos észlelőhálózat mellett is elég nagy területek maradhatnak ki a felhőészlelésből, nem is beszélve azokról a területekről, ahol a hálózat ritka, vagy teljesen hiányzik (tengerek, hegyvidékek, sivatagok, sarkvidékek). A felhőzet a légköri folyamatok igen érzékeny indikátora, az időjárásnak szinte minden változása tükröződik benne. Emellett a felhők felépítéséből, formáiból képet nyerhetünk a troposzféra hőmérsékleti rétegződéséről és szélstruktúrájáról. Ezért a felhőzet megfigyelésének nagy szerepe van az időjárás elemzésében és előrejelzésében. A mesterséges holdak által közvetített televíziós képeken felismerhetők a ciklonok, a hurrikánok, az időjárási frontok, s számos esetben adtak már veszélyjelzést a hajók és repülőgépek számára. Ugyancsak a műholdas felvételek alapján indult meg egy egész sor kutatás az időjárási folyamatok mechanizmusára és a légkör termikus és kinematikus szerkezetére vonatkozólag. Az időjárás jó előrejelzésének döntő előfeltétele a légkör mozgásterületének helyes ismerete. Különösen vonatkozik ez a hidro termodinamikai egyenletek alapján elektronikus számítógéppel készített előrejelzésre. Elméleti és gyakorlati vizsgálatok igazolták, hogy a felhőzet eloszlásából következtetni lehet a légkör háromdimenziós kinematikai területére. A felhőzet televíziós megfigyelése mellett a meteorológiai műholdak másik feladata a Földről a világtérbe távozó sugárzások mérése. A visszaverődő napsugárzás erőssége a felhőzet és a földfelszín minőségétől függ. A felhőzet visszaverő képessége elsősorban összetételének és vastagságának a függvénye, tehát a mérésekből erre vonatkozólag is tájékozódhatunk. A televíziós képek földi vételének a rendszerét oly módon fejlesztették ki, hogy az egyes műholdak a felvétel után a képet azonnal kisugározzák, és megfelelő vevőberendezés birtokában azt bármely szolgálat felveheti. Ezáltal az észleléssel szinte egyidejűleg hozzájuthatunk a környező térség felhőviszonyait bemutató képekhez, aminek óriási jelentősége van a gyors felhő - és időjárási frontok követésében. Az utóbbi húsz évben a meteororológiai műholdak száma egyre nőtt, s ma már szinte elképzelhetetlen lenne nélkülük az időjárás modern, megbízható előrejelzése. BODÓK ZSIGMOND Ilyen egy Csendes-óceán feletti ciklon a meteorológiai műhold felvételén A tudománytörténetben jól elválaszthatók egymástól az egyes korszakok: vannak századok, amelyek alatt gyökeresen megváltozik az egész természettudományos világkép, majd újra hosszabb, olykor többszáz éves, lappangási idő következik. Az ókor csodálatos felfedezéseit a tudósok másfélezer évig nem tudták túlszárnyalni. Ennyi idő kellett ahhoz, hogy a tudomány, elsősorban a fizika, felébredjen csipkerózsika-álmából, s tündöklő lángelmék egész sorát adja az emberiségnek. A 16. és a 17. század olyan jelentős felfedezésekben bővelkedik, amelyek több mint harmadfél évszázadra előre meghatározták a fizika fejlődését, s amelyeket csupán századunkban sikerült túlszárnyalni. A természettudományos világkép egyik fő megváltoztatója Johannes Kepler volt, akinek munkássága fő összekötő kapocs a heliocentrikus világkép megalkotója, Kopernikusz, és a klasszikus fizika legnagyobb alakja, Newton között. Johannes Kepler neve minden mai iskolai fizikakönyvben a legelőkelőbb helyek egyikén szerepel Archimédesz, Newton, Kopernikusz, Einstein társaságában, a nevével fémjelzett három törvény az asztronómia sarkköveit képezi. Felfedezései mai szemmel - akárcsak a legtöbb zseniális törvény - aránylag egyszerűnek tűnnek, de elég arra a tényre utalni, hogy a bolygómozgás egyik fontos ÉGITESTEK MÉRNÖKEI törvényszerűségére a hasonló zsenialitású, de kevesebb fantáziával rendelkező mestere, Tycho de Brahe méréseiből jött rá, annak halála után. Tehát Kepler nemcsak kiváló megfigyelő, hanem nagyszerű gondolkodó is volt. Tycho de Brahe, II. Rudolf udvari csillagásza 1600-ban hívta meg magához az akkor 29 éves fiatal csillagászt. Fő célja az volt, hogy Kepler majd igazolja az elméletét. Brahe ugyanis azon a véleményen volt, hogy a Nap a Föld körül kering, a többi bolygó azonban a Nap körül. Ez valójában kompromisszum lett volna az akkor még újnak számító Kopernikuszi és az általánosan elfogadott Ptolemaioszi világkép között. A mester azonban hamarosan meghalt (1601 -ben), s Kepler lett a prágai udvar hivatásos csillagásza. Tudományos munkásságát azonban akadályozta, hogy az elhúnyt csillagász családja nem adta át Keplernek Tycho de Brahe feljegyzéseit, amelyek döntő fontosságúak voltak munkája folytatásához. Hosszú huzavona után végülis sikerült hozzájutnia az adatokhoz. Brahe rendkívül pontos mérési eredményei cáfolni látszottak Kopernikusz azon tételét, hogy a bolygók körpályákon mozognak a Nap körül. Az adatok elemzése után arra a következtetésre jutott, hogy a pályának szükségképpen ellipszisnek kell lennie, melynek egyik gyújtópontjában a Nap helyezkedik el. Az 1609-ben megjelent Új asztronómia című munkájában publikálta ezt a következtetést, amelyet később Kepler 1. törvényének neveztek el. A további kutatások vezettek el ahhoz a jelentős eredményhez, amely a newtoni gravitációs törvények felfedezéséhez vezetett. A kopernikuszi körpálya-elmélettel sehogy sem fért össze az a tény, hogy a négy évszak nem egyforma időtartamú. Azt már régebben is tudták, hogy a nyár, illetve a tavasz négy nappal hosszabb, mint a tél és az ősz. A téli napfordulótól a nyári napfordulóig számított első félév egy héttel hosszabb a második félévnél. Míg a körpálya egyenletes mozgást feltételez, addig az elliptikus pálya lehetővé teszi a változó pályasebességet. A bolygómozgás tüzetes vizsgálata vezetett el Kepler 2. törvényének megalkotásához, amely kimondja, hogy a bolygó egyenlő időközökben egyenlő területeket ír le. Ebből következik, hogy a Föld napközelben (télen) nagyobb pályasebességgel mozog, mint naptávolban (nyáron), s ez okozza a két évszak időtartama közötti eltérést. Ősszel felgyorsul a mozgása, (napközelbe tart), tavasszal pedig lelassul (távolodik a Naptól). Ez a felismerés vezetett később az impulzustörvény megalkotásához is. Keplert kortársaihoz hasonlóan rendkívüli csodálattal töltötte el a világmindenségben jelenlevő harmónia, az a törvényszerűség, amely a hatalmas égitestek, csillagok, bolygók mozgását jellemzi. Ezt a csodálatát 1619-ben megjelent könyvének a címe is kifejezi: A világ harmóniája. Ez a könyv tartalmazza Kepler 3. törvényét, amely a pályaellipszis nagysága és a keringési idő kölcsönös viszonyát adja meg. Megfigyelései szerint két tetszés szerinti bolygó esetében a keringési idők négyzeteinek a pályaellipszis nagytengelye köbéhez viszonyított aránya állandó. A kettes és a hármas szám (mint hatvány) harmóniája oly mértékben lenyűgözte a felfedezőt, hogy még a „szférák zenéjét“ is hallani vélte: könyvében lekottázta a Naprendszer bolygóinak zenei motívumait. Kepler e törvénye minden tiszteletet és csodálatot megérdemel: ez vezette el Newtont az egyetemes gravitációtörvény megalkotásához. Korának többi lángelméjéhez hasonlóan az ő tevékenysége sem korlátozódott egyetlen tudományágra. Fontos fénytani felfedezéseket is tett, ő fedezte fel és írta le először a totálreflexió jelentőségét, vezette be a fókusz fogalmát. Ő fedezte fel azt a törvényszerűséget, hogy a test megvilágítása a fényforrástól való távolság négyzetével arányosan csökken, ő állapította meg a szemlencse szerepét a látásban. Csak úgy „mellékesen“, linzi tartózkodása idején 1616-ban könyvet adott ki a boroshordók térfogatmeghatározásáról, amelyben értékes gondolatokkal járult hozzá a maximum- és a minimumproblémák megoldásához. Madách halhatatlan művéből, Az ember tragédiájából tudjuk, hogy Kepler asztrológiával is foglalkozott, ám az említett műből és a tudós feljegyzéseiből egyaránt tudjuk, hogy csupán pénzkeresésre használta a csillagjóslást, de nem hitt benne. Ezidőtájt ugyanis az asztrológia jóval jövedelmezőbbnek bizonyult az asztronómiánál. Háromszázötven évvel ezelőtt, 1630 novemberében húnyt el a fizika egyik legnagyobb alakja. Saját szövegezésű sírfeliratán ezt olvashatjuk: „Kimértem az egeket, most a Föld sötétjét mérem". OZOGÁNY ERNŐ 1980 XII. 7. IOZSI