香港《今日世界》文章《电脑预测天气》 [复制链接]

    【本刊讯】香港《今日世界》五月号刊登一篇题为《电脑预测天气》的文章，全文如下：
    自从有史以来，人类一直都在设法预测气候的变化。他们观察鸟类的迁移，注意树叶颜色的转变，度量兽毛的厚薄，留意自己关节僵硬的现象。近年来，我们在这方面已经比较科学化，利用各种精巧复杂的仪器来作准确测量。不过，气象员可能仍是我们最不可靠的天气予言家。
    话又得说回来，现在我们可能比以前任何时候更接近于正确预测天气了。在普林斯顿大学里的美国联邦政府地球物理流体动力学实验所内，一百多个科学家
    ——包括气象学家、海洋学家、物理学家、化学家和应用数学家在内
    ——正利用电脑来解决这个问题，那付电脑是世界上效能最强的电脑之一，每秒钟有迅速存取一百万字及大约三千万次算术运算的速度，它是依照这间实验所拟定的规格而定制的。等到这付电脑全部操作时，那批科学家大概可以拥有全世界最尖端的设备，来进行全球的天气预测了。
    科学家利用这具机器，已发展了一种观察天气的方法。这种方法和我们所用的大不相同。我们大多数人会把温和的气候、金黄色的阳光和无云的碧空等几种情况结合起来，认为那是一个晴天，但地球物理流体动力学实验所的人员，则可能以一系列非线性偏微分方程的方法来找答案。换句话说，该实验所使用的“语言”，是数学模型，即是一种利用数字而不是利用文字来描述种种过程和事项的方法。如果大规模应用起来，这种技术在科学化的气候预测上，可能带来一个大突破。
    用非常简单的方式来说，这付电脑有一套世界大气的资料，它将大气分为很多单位，每单位每边宽二、三百公里，深四至五公里。研究人员将这些单位的可用气候资料——连同所有可用的物理定律的数学模型——都输入电脑，就可叫电脑预测气候的变化。电脑获得指示和资料后，便可解答其数学公式，经由一系列步骤，计算大气的未来变化。它对第一段时间作出预测，并利用这项资料，进行第二段时间的预测。计算的复杂程度是令人吃惊的。如要完成一项较长期，或一年的气候预测，需要作十万亿至一百万亿次的运算。
    热或冷的气候变化，实际上是物理定律的一种表现。这批科学家在电脑上模拟这些定律，希望不仅可以更准确地预测气候，而且可预测全球的空气和海洋污染，及估计其后果；并预测飓风的发展和估计改变飓风的方法，以及研究大规模改变气候的可能性。
    他们的数学模型并不限于目前存在的情况。举一个例来说，有一次，科学家叫电脑除去落矶山脉，看看美国西部的气候会有怎样的变化。结果阿利桑那州凤凰城和新墨西哥州阿布奎基等地干燥而多阳光的气候，会变成类似西欧那种潮湿而寒冷的气候。
    他们又发现，在东半球，如果移去喜马拉雅山，戈壁沙漠便会成为草木葱茏的地区，而印度的最肥沃地区则变成半硗瘠之地了。