عصر اهواز

به طور کلی در پیش‌بینی عددی وضع هوا، با حل عددی معادلات دیفرانسیلی حاکم بر حرکت‌های جوی سر و کار داریم. نخستین بار ویلهلم برکنس[۱] در ۱۹۰۴ متوجه شد که می‌توان مسأله پیش‌بینی عددی وضع هوا را به صورت ریاضی و در قالب یک مسأله مقدار مرزی- اولیه تشریح کرد. اولین دانشمندی که تلاش کرد این معادلات را با استفاده از یک روش عددی حل کند، ریچاردسون[۲] بود که با صرف شش هفته وقت یک پیش‌بینی ۶ ساعته (مربوط به ۲۰ می ۱۹۱۰) را به دست آورد (۱۹۲۲) و سپس نتایج کار خود را در کتابی منتشر کرد.

البته به دلایلی از جمله عدم آگاهی در مورد وجود محدودیت برای انتخاب گام زمانی در حل عددی که چند سال بعد توسط کورانت[۳] و همکاران (۱۹۲۸) منتشر شد و همچنین مسأله آغازگری معادلات، نتیجه کار ریچاردسون به هیچ وجه قابل قبول نبود و خطای بسیاری داشت. به هر صورت      این تلاش‌ها ادامه پیدا کرد تا حدود سال ۱۹۵۰ میلادی که از یک سو علم هواشناسی دینامیکی در اثر تلاش دانشمندانی نظیر راسبی[۴] و چارنی[۵] پیشرفت زیادی کرده بود و از سوی دیگر با راه اندازی رایانه اِنیاک[۶] در دانشگاه پرینستون (۱۹۴۶) سامانه‌ای با سرعت کافی برای انجام آن محاسبات راه‌اندازی شد. به این ترتیب چارنی، فون‌نیومان[۷] و فیورتافت[۸] اولین پیش‌بینی عددی موفقیت‌آمیز را برای پیش‌بینی ارتفاع تراز hPa500 جو با استفاده از حل عددی معادله تاوایی فشارورد انجام دادند. ده سال بعد، اولین ماهواره هواشناسی شروع به ارسال تصاویری از جو زمین و ابرها به زمین کرد و از آن زمان پیشرفت‌های بسیار در تمامی زمینه‌های مرتبط اعم از هواشناسی دینامیکی، ابداع رایانه‌های پیشرفته و ابر‌‌‌رایانه‌ها، گسترش شبکه دیدبانی هواشناسی از نظر کمّی و کیفی (افزایش تعداد و تنوع ابزارهای اندازه‌گیری جو مانند ایجاد سامانه‌های AMDAR[۹]) و به ویژه پیشرفت‌های نوین ماهواره‌های هواشناسی، علم پیش‌بینی عددی وضع هوا را به یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین شاخه‌های دانش هواشناسی تبدیل و در میان گرایش‌های مختلف علوم پایه ریاضی و فیزیکی از اهمیت زیادی برخوردار کرده است.

مهندسی آلودگی هوا