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.
Inhoudsopgave
Vorspiel.- Eine Vision wird geboren.- Von Überlieferungen zu Gesetzen.- Fortschritte und Missgeschicke.- Wenn der Wind den Wind weht.- Zwischenspiel.- Begrenzung der Möglichkeiten.- Die Metamorphose der Meteorologie.- Mit Mathematik zum Durchblick.- Im Chaos vorhersagen.- Nachspiel.- Glossar.- Bibliografie.- Sachverzeichnis.
Over de auteur
Ian Roulstone ist Professor der Mathematik an der University of Surrey. John Norbury arbeitet im Bereich Angewandte Mathematik am Lincoln College, University of Oxford. Sie sind auch Koautoren des Werks ‘Large-Scale Atmosphere-Ocean Dynamics’, Cambridge University Press 2002.
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