利用计算机预测天气情况属于计算机应用领域中的什么?

电脑教程012

利用计算机预测天气情况属于计算机应用领域中的什么?,第1张

天气预报中的计算机应用属于计算机应用领域中的科学计算。

要把数值天气预报需要的数学方程组合求解出来,是十分费事的事情。英国数学家里查逊写了《利用数值方法做天气预报》一书,讲述了如何进行计算的过程。为了求得准确的数据,里查逊还在1916年~1918年组织了大量人力进行了第一次数值预报尝试。他的这一次预报计算是许多人用手摇计算机进行了12个月才完成的。要得到未来24小时的预报,如果一个人日夜不停地进行计算,需要算64000天,也就是175年。也就是说要跟上变化多端的天气,要有一个64000人一块工作的计算工厂,才能把24小时的天气预报计算出来,实际上就是计算要与天气赛跑。这次实验虽然失败了,但他给了人们有益的启示。

在里查逊这一实验后的20年,世界上第一台电子计算机问世。使数值天气预报得以实现1950年,美国科学家第一次成功地做出了500百帕天气形势的36小时预报。从那以后,一些国家相继将这一先进的天气预报方法——数值预报引入到实际业务中。从世界上第一次成功地做出数值天气预报以来的四十多年来,数值天气预报方法取得了长足的发展。

数值的解法日益精确,对大气的描述越加细致,垂直方向可分解到20~30层,水平方向可细到20公里。预报的精度和时效也不断提高,一般对三天以内的重要天气过程及其相应的强烈天气如大风、降温、暴雨等均可做出较准确的预测。

数值天气预报包括:气象资料的传输、收集、处理、资料的分析和模式预报计算,以及预报结果的显示、分发服务等若干个环节。

刘先生发现自己上初二的女儿小云迷上了算命。她每天晚上不看书,躲在自己的房间里,把班里同学的名字都写在一张纸上,然后写上星座、生肖、血型等信息,看哪个男生和哪个女生“比较配”。

经过询问,刘先生才知道这是女儿从一家星座预测网站上学来的。女儿告诉父亲,时下,这种“电脑算命“在她们同学中十分流行。“星座”、“血型”等词语时常被同龄人挂在嘴边。甚至有的同学还会说出这样的“惊人之语”:“这次期末考试考得不好,是因为那天我没有学业运。”“我是金牛座的,以后要找个处女座的男人做老公,那样婚姻会很幸福。”一份以北京初高中生为对象的调查报告显示:认为烧香拜神有效的,100个中学生里仅有1个;但相信”星座决定命运”的,100个中学生中就有40个。

同样是迷信思想,难道经过诸如星座、占卜等形式的“革新”,然后再用高科技的电脑一包装,就真的能决定人的命运吗电脑算命就真的那么神乎其神吗?其实这充其量不过是一种电脑游戏而已。我们用数学上的抽屉原理很容易说明它的荒谬。

抽屉原理又称鸽笼原理或狄利克雷原理,它是数学中证明存在性的一种特殊方法。举个最简单的例子,把3个苹果按任意的方式放入2个抽屉中,那么一定有一个抽屉里放有2个或2个以上的苹果。这是因为如果每一个抽屉里最多放有一个苹果,那么2个抽屉里最多只放有2个苹果。运用同样的推理可以得到:

原理1把多于n个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有2个或2个以上的物体。

原理2把多于mn个的物体放到n个抽屉里,则至少有一个抽屉里有m+1个或多于m+1个的物体。

现在我们回到电脑算命中来,假设我们把人的寿命按70岁计算,那么人的出生的年、月、日以及性别的不同组合就有70×2×365=51100种具体的情况,我们把这51100种具体的命运情况看做是抽屉总数,那么假设我国人口为11亿,我们把这11亿人口作为往抽屉里放的物体数,因为1.1×109=21526×51100+21400,根据抽屉原理2,在11亿人口中至少有21526人尽管他们的性别、出身、资历、地位等各方面完全不同,但他们一定有相同的电脑里事先存储的“命运“,这就是电脑算命的”科学”原理。

在我国古代,早就有人懂得用抽屉原理来揭露生辰八字之谬。如清代陈其元在《庸闲斋笔记》中就写道:“余最不信星命推步之说,以为一时(指一个时辰,合两小时)生一人,一日生十二人,以岁计之则有四千三百二十人,以一甲子(指六十年)计之,止有二十五万九千二百人而已,今只以一大郡计,其户口之数已不下数十万人(如咸丰十年杭州府一城八十万人),则举天下之大,自王公大人以至小民,何只亿万万人,则生时同者必不少矣。其间王公大人始生之时,必有庶民同时而生者,又何贵贱贫富之不同也?”在这里,一年按360日计算,一日又分为12个时辰,得到的抽屉数为60×360×12=259200。

所以,所谓“电脑算命“不过是把人为编好的算命语句像中药柜那样事先分别一一存放在各自的柜子里,谁要算命,即根据出生的年、月、日、性别的不同的组合按不同的编码机械地到电脑的各个”柜子”里取出所谓命运的句子。这种在古代迷信的亡灵上罩上现代科学光环的勾当,是对科学的亵渎。