Generelt:
Matematikken bruges til diverse ting inden for meteorologien. Den bruges i kort, tabeller og grafer, samt i vand- og temperaturmålere (såsom et termo-meter). Derudover bruges mate-matikken også i supercomputere. Den bruges til et fænomen kaldet numerisk (tal) modellering. Det betyder, at alle de oplysninger, som computeren arbejder med, er tal. Det hele er altså baseret på tal-målinger. Numerisk modelleringen bliver brugt inden for beregning af bl.a. temperaturer, vindhastigheder, tryk og fugtighed. Matematik er en yderst vigtig del af me- |
teorologien - hvis vi ikke kunne læse tal, ville vi for eksempel ikke være i stand til at aflæse temperaturen, trykket, osv. Man kan sige at meteorologi og matematik går hånd i hånd.
Beregning af et regnvejshastighed (eksempel):
Den matematik, som bruges i meteorologi til at forudsige vejret, er meget varieret og kan til tider være forholdsvis kompliceret. Lad os starte i den lette ende; Forstil dig, at klokken er 12.00 (dansk tid) i England, og det regner i London. Dagen efter rammer regnen København kl. 07.00 om morgenen. Hvor hurtigt har dette regnvejr så bevæget sig? Dette kan løses ved hjælp af simpel matematik. |
Afstanden mellem London og København er i fugleflugt ca. 1000 km. Fra kl. 12.00 til kl. 07.00 er der 19 timer. Regnen bevæger sig altså 1000 km på 19 timer. Men enheden km pr. 19 timer er ikke det, vi normalt bruger. Hvis man f.eks. kigger på et speedometer i en bil, er enheden km i timen, og dette er det næste, vi vil beregne. For at lave vores enhed om, siger vi blot:
|
1000 km/ 19 timer = 52,6 km pr. time.
Denne hastighed svarer ca. til en bils hastighed, når den kører inde i byen. Man kan derfor ud fra to kendte tidspunkter, hvor det f.eks. regner to forskellige steder i verden, let beregne regnvejrets hastighed. |
Forudsigelse af temperatur ved hjælp af algebra (eksempel):
Meteorologer bruger også matematik til for eksempel at forudsige temperaturen. Lad os sige at temperaturen kl. 06:00 er 7 °C. Man forventer, at temperaturen stiger 2 °C i timen de næste tre timer, derefter stiger den 1 °C i timen til klokken 16:00, og så er den konstant i to timer, hvorefter den til sidst falder 4 °C den næste time. Hvad er temperatur prognosen for kl. 19:00? Dette er et algebra problem og meteorologer løser denne type problemer hver eneste dag. Hvad er dit bud på temperaturen klokken 19:00?
Meteorologer bruger også matematik til for eksempel at forudsige temperaturen. Lad os sige at temperaturen kl. 06:00 er 7 °C. Man forventer, at temperaturen stiger 2 °C i timen de næste tre timer, derefter stiger den 1 °C i timen til klokken 16:00, og så er den konstant i to timer, hvorefter den til sidst falder 4 °C den næste time. Hvad er temperatur prognosen for kl. 19:00? Dette er et algebra problem og meteorologer løser denne type problemer hver eneste dag. Hvad er dit bud på temperaturen klokken 19:00?
|
Klik på nedenstående link, for at se det rigtige resultat:
|
5-dages prognose - hvordan er det muligt?
Har du nogensinde undret dig over, hvordan meteorologer bærer sig ad med at forudsige vejret for de næste par dage? Det er i hvert fald ikke muligt at gøre det ud fra satellitbilleder og informationer om det øjeblikkelige vejr rundt omkring i verden, og derefter tænke sig til, hvordan vejrsystemer kommer til at flytte sig med vinden.
Kun ved hjælp af meteorologiske prognosemodeller, er det muligt at forudsige vejret for de næste par dage. Disse prognosemodeller er programmeret ind på en meget avanceret supercomputer. Supercomputeren indsamler en masse forskellige taldata og ved hjælp af programmer, som hedder ’HIRLAM’ og ’HARMONIE’, kan denne supercomputer ved brugen af en masse forskellig matematik forudsige med en vis sikkerhed, hvordan vejret bliver i de følgende dage. Danmarks meteorologiske institut (DMI) foretager målinger med prognosemodellerne 4 gange i døgnet. Hver måling forudsiger vejret for hver time i 54 timer frem.
Kun ved hjælp af meteorologiske prognosemodeller, er det muligt at forudsige vejret for de næste par dage. Disse prognosemodeller er programmeret ind på en meget avanceret supercomputer. Supercomputeren indsamler en masse forskellige taldata og ved hjælp af programmer, som hedder ’HIRLAM’ og ’HARMONIE’, kan denne supercomputer ved brugen af en masse forskellig matematik forudsige med en vis sikkerhed, hvordan vejret bliver i de følgende dage. Danmarks meteorologiske institut (DMI) foretager målinger med prognosemodellerne 4 gange i døgnet. Hver måling forudsiger vejret for hver time i 54 timer frem.
Grafer:
Du har måske også siddet og undret dig over, hvad koordinatsystemer og diagrammer kan bruges til i den virkelige verden. Diagrammer og grafer er den stor del af meteorologers hverdag; det er blandt andet dem, de bruger til at forudsige vejret. Et eksempel på en af de grafer, som meteorologer bruger, er vist til højre.
Dette diagram hedder med et fint ord et termodynamisk diagram, og det er blevet fremstillet af den førnævnte supercomputer ud fra en masse observationer (primært bestående af taldata). Den kan bl.a. bruges til at forudsige temperaturen i et givet tryk og i en given afstand fra havets overflade. Hvis man f.eks. vil bestemme temperaturen ved et tryk på ca. 650 millibar og i en afstand fra |
havets overflade på ca. 3774 meter, så kigger man på de to steder, der er markeret med rød, og følger dem ned til x-aksen. Vores punkt, hvor vi gerne vil bestemme temperaturen, ligger mellem de to linjer, og temperaturen må derfor være mellem -10°C og 0°C. Temperaturen i dette tryk og i denne afstand må altså være -5°C. Vil du have dette yderligere yddybet? Klik her.
Et andet eksempel på en graf, som bruges i meteorologien, er grafen til venstre. Denne graf kaldes en hodograf, og den viser vindretning og styrke for en given vind. De pågældende faktorer, der påvirker vinden i hodografen, er bl.a. på hvilke vertikale (lodrette) lag, vinder ligger i.
Her ses det tydeligt, at meteorologer også bruger geometri i deres hverdag. I dette diagram er der bl.a. gjort brug af cirkler. Denne hodograf viser, hvordan vinden bliver påvirket i de forskellige vertikale lag, og man kan se her, at vinden går mod højre, idet man læser hodografen i læseretningen. Den inderste cirkel viser den nederste del af atmosfæren, og man kan se, at jo højere op i atmosfæren, man kommer, des mere drejes vinden mod højre i dette eksempel. |
Føler du nu, at du har et bedre indblik i, hvor stor en del matematik egentlig er af meteorologi? Det er matematikken, som ligger til grund for, at vi overhovedet har muligheden for at forudsige vejret. Med matematiske virkemidler som blandt andet grafer, diagrammer og algebra, er vi i stand til at forudsige vejret et par timer frem, endda forudsige vejret fra dag til dag – men samtidig er det også matematikken, som ligger til grund for, at vi kan forudsige vejret for de næste par dage, idet supercomputerne, som anvendes til forudsigelse af vejret, udelukkende gør brug af taldata.