По-видимому, «исследование выросло из изучения конечных разностей и впервые оформилось в 1911 г. в виде фантазии, которая теперь описана в гл. 11/2» [667]. В указанном разделе были описаны «прогностические фабрики», которые, если не считать того, что они использовали человека вместо электронных компьютеров, были удивительно похожи на современные бюро прогнозов. «Многочисленные расчетчики заняты обработкой погоды для тех частей огромной карты, у которых они сидят. Каждый вычислитель обрабатывает только одно уравнение или его часть». На большой центральной кафедре «сидит человек и руководит всеми операциями. Он окружен несколькими помощниками и посыльными. Одна из его обязанностей —■ это поддержание постоянной скорости вычислений для всех частей земного шара. В этом отношении он подобен дирижеру оркестра, в котором инструментами служат логарифмические линейки и арифмометры. Вместо дирижерской палочки он направляет розовый луч на любой регион, в котором вычисления опережают работу над другими областями, и голубой луч на те области, в которых они отстают.[ ...]
Четверо старших служащих в центральной кафедре собирают по мере расчета данные о будущей погоде и отправляют их по пневматической почте в специальную звукоизолированную комнату. Затем данные кодируются и передаются по телефону на радиопередающую станцию.[ ...]
Посыльные складывают использованные вычислительные таблицы и относят их в хранилище в подвале.[ ...]
Ричардсон продемонстрировал эффективность численного метода, применяя его к приливным уравнениям Лапласа, т. е. к уравнениям мелкой воды на сфере. Используя временные шаги в 3/4 часа и пространственную сетку с шагом 200 км, он вычислил изменения давления и «импульс единичного объема» в ограниченной области и показал, что совпадение с аналитическим решением было хорошим. Однако его попытка вычислить скорость изменения давления над центральной Европой, используя наблюдения для конкретного дня (20 мая 1910 г.), не увенчалась тем же успехом.[ ...]
Поэтому гл. 10 книги Ричардсона посвящена вопросу «сглаживания начальных данных». Ричардсон пишет, что это необходимо, так как «имеется много свидетельств о том, что ветер наполнен маленькими «вторичными циклонами» или другими вихрями, имеющими самые различные размеры. Арифметические процедуры могут рассчитать отдельно только такие вихри, размеры которых больше, чем расстояние между центрами красных полей в нашей координатной шахматной сетке, а это расстояние было предварительно взято равным 400 км» [667, с. 214].[ ...]
Когда начальные данные получены, они не будут в общем случае сбалансированы вследствие инструментальных ошибок и того факта, что отдельные измерения будут включать мелкомасштабные и высокочастотные компоненты (вторичные циклоны Ричардсона и другие вихри). Вместе с тем модель не может иметь дело с движениями, пространственные масштабы которых меньше размера сетки или временные масштабы которых меньше временного интервала численного интегрирования. Такие движения выходят за границы возможности проведенных расчетов. Если в модели в качестве начальных условий приняты несбалансированные данные и она способна моделировать быстрые процессы адаптации, подобные тем, которые исследовал Россби, то сама модель будет испытывать аналогичный процесс адаптации, достигая примерно сбалансированного состояния. Являясь быстрым процессом, изменение давления будет намного превосходить изменения, наблюдаемые на картах погоды через 6-часовые интервалы. Если это происходит, то быстрые изменения можно убрать путем некоторого осреднения за небольшой временной интервал. Это позволяет получить представление более слабых изменений, связанных с движением, которое всегда близко к сбалансированному состоянию.[ ...]
Вернуться к оглавлению