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.

Next