不過,相對於蝴蝶效應,混沌理論的知名度就要小得多。
其實混沌現象在生活中是非常常見的。混沌現象起因於物體不斷以某種規則複製前一階段的運動狀態。而產生無法預測的隨機效果。所謂「差之毫釐,失之千里」正
具體而言,混沌現象發生於易變動的物體或系統,該物體在行動之初極為單純。但經過一定規則的連續變動之後,卻產生始料所未及的後果。也就是混沌狀態。但是此種混沌狀態不同於一般雜亂無章的的混亂狀況。此一混沌現象經過長期及完整分析之後,可以從中理出某種規則出來。
混沌現象雖然最先用於解釋自然界,但是在人文及社會領域中因為事物之間相互牽引。混沌現象尤為多見。如股票市場的起伏、人生的平坦曲折、教育的複雜過程。
值得注意的是,混沌不等於混亂,混沌是可以摸出規律來的,如混沌理論,而混亂則不可能。
「說起來慚愧。我們搞天氣預報的,一直都以蝴蝶效應為幌子,忽悠觀眾。」
看得出來,胡奇峰是一個紮實的研究員,真正的理論與實踐結合的專家,對於這樣的人。白陽一向是欣賞的。
「老胡。你也別這麼說小現在的刀小時天氣預報,就要比以前的出小時準了不少嘛。我記得我們讀小學那會兒,經常報的下午太陽,結果下雨,晚上小雨,結果晴朗無事。現在至少不會出現這麼不靠譜的事情了。」
「那是因為裝置更新,不是我們的理論發生了革命性變化。現代氣象學家們運用的都是超級尖端的科學裝置。以及最先進的技術和技巧預測複雜多變的天氣,比如集合預報。這種預測法,包含幾種預測結果,每種預測結果都基於不同出發點。如果這些預測結果大體上看起來相同。天氣狀況可能就預測準確,一旦預測結果嚴重分歧,那咱們就只能給出含糊其辭的報告,反正也沒人要求說天氣預報必須百分之百的準確,總有運氣好撞上的時候。」
「愛德華洛倫茲這個混沌理論之父說過,混沌測不準在天氣預測中的有效期為兩週。咱們現在對口個小時,甚至更短時間內的預報還是蠻準確的。其實有時候。真的很羨慕美國的同行。」
「刨門的氣象學家可以通過使用多普勒雷達監測天氣狀況,使預測結果更有效、更完善。多普勒雷達通過發射器向空中發射無線電波,無線電波觸及大氣層中目標物體後會被反射回來。雲層湧向或者飄離發射器所產生的無線電波頻率或波長各不相同。雷達計算機再把反射回來的無線電波轉換成顯示降水雲帶覆蓋面的圖片,或者預測風速和風向的資料資料。」
「然後通過超級計算機,將這些資料輸入到事先建立好的模型裡面,計算機會給出一個最準確的結果。咱們雖然也有超級計算機,衛星也會傳回來大量資料,不過,很多條件還是不能比的。」
「我們必須考慮到一些大規模的天氣現象,而這些天氣現象又受許多複雜的變數和因素制約。要考慮太陽對地球表面的照射、氣壓差異形成的風、水的三態變化對能量流動的影響。等等。我們甚至要設法計算出太空中的行星運動對地球表面造成的影響。其中任何一個變數的微小變化,都可能深刻影響未來的天氣變化。」
「可能你們也看過一些災難片,在電影裡面,一場突如其來的龍捲風,因為洋流運動,海水溫度、氣壓變化等影響,往往原本預報的是型龍捲風,結果變成了大型的。大型的變成了超大型的,原本不經過一些城市的,結果突然轉向,最大為口級,突然變成舊級,等等,這些都是非常常見的。」
「現在美國的龍捲風預警時間大概為的分鐘,而我們的差不多是一個小時,差距不是很明顯。不過。在災難中。每一分每一秒都是至關重要的。」
聽到胡奇峰的牢騷,白陽微微一笑,實際上,只要是人,總會對自己的工作、學習環境有著些許不滿,這一點不分國籍,不分種族,就算是美國。享受著政府頂級待遇的科學家,一樣會有不滿。
「不是說現代的氣象系統是建立在數值預報系統上面的麼?既然資料化了。應該可以更加準確啊?。王祥波問了個很白的問題,說完以後他才意識到,馬上臉紅了。好在他臉原本就非常紅黑,倒也看不出來。
胡奇峰倒也沒有介意,術業有專攻,不懂是正常的,要他搞地震預測他也是不懂的,「數值預報建立在數學原理的基礎上,這種預測法不僅需要強大的電腦系統做後盾,還需要收集海、陸、空等多方面的觀測資料。「電腦系統還好說,現在的超級計算機。也差不多可以承擔龐大的氣象資料了。可資料收集方面,我們做得還非常不夠。」
「小一個獨立的氣象站永遠無法收集到這麼多資料,因此全球建立了數以千計的氣象站,它們之間彼此相連,這樣資料便可以彙集到一起。其中一些氣象站,裝備有地面風速測試儀、雨量測量器和溫度感測器。」
「呵呵,就類似於電影《後天》裡面演的吧,美國要預測全球的冰河世紀什麼時候來,需要藉助愛爾蘭島的氣象觀測站的資料。還要藉助北冰洋海面上的浮標系統吧?。
「不錯,不錯。就是這樣。其實這些浮標上面都是綁得有觀察儀的,只是這些儀器的側重點有不同,有的是測量海水的溫度,有的是測量海水的深度,等等。不一而足。當然,有些儀器也是在高空的,比如一些商務飛機之類的,都可以向我們提供資料。」」不過。由於這方面我們沒有花太大力氣建設,沒什麼發言權,所以,有時候難免受制於人,你知道,求人的感覺並不好。」
「這也是沒辦法的事情,加強合作是必須的,這也是為啥不能將老美乾淨殺絕的原因之一,人家再很多方面。的確要比我們強了太多,我們還是需要好好學學的,不過。這次你們既然過來了,對數值預報系統,我倒是有些想法。」
「小恩?」兩人呼吸不由得加重了不少,白陽說出來的東西,可都是好東西啊。