شنبه ٠٤ آذر ١٣٩٦
رشته های کویر شناسی
از دیدبانی تا شبیه سازی

قیمت : 160,000  ریال

از دیدبانی تا شبیه سازی -

دکتر محمد رحیمی

  

مقدمه نویسنده

 

هنگامی که فرزندان من کوچک بودند، زمانی که مشغول بازی با وسایل مکانیکی بودند برخی اوقات آنها را با تعجب و حیرت نگاه می کردم. در حقیقت اگر یک وسیله بازی به کودک داده شود و او کنجکاوی کافی و زمان لازم را در اختیار داشته باشد، سرانجام موفق به باز کردن آن خواهد شد تا از چگونگی کار آن اطلاع حاصل کند و سپس سعی خواهد کرد تا آن را دوباره درست کرده تا بتواند بازی خود را ادامه دهد. این گرایش کودکانه با گذشت زمان و سن از بین می رود، ولی دانشمندان جدید، دقیقاً با سامانه هایی کار می کنند که مشابه با این خصوصیت رفتار می نمایند و تصادفی نیست که دانشمندان را اغلب کودکان بالغ می نامند.

      با یک حس قطعی، این کتاب قصد دارد سفری را به ایده هایی انجام دهد که دانشمندان وضع هوا و اقلیم را به باز یافتن رویاها و چشم اندازهای کودکانه خود رهنمون ساخته اند. در تاریخ علم، بعد از دوران فلاسفه یونانی و منتقدین قرون وسطایی آنها (دوره ای که دانشمندان خود را محدود کرده بودند تا فقط واقعیت را ببینند و در جستجوی قواعدی باشند که رفتار پدیده ها را توجیه نماید)، گالیله به همراه دانشمندانی دیگر شروع به کنکاش در حقیقت و ماهیت پدیده ها در داخل آزمایشگاه نمودند تا بتوانند طبیعت را وادار به پاسخ به سوالات مشخصی کنند. این تلاش ها منجر به پیشرفت عظیم شناختی درحوزهى معروف به «علوم سخت»[1] گردید. این حوزه، شامل علومی مثل فیزیک و شیمی می باشد.

به روشنی می توان گفت این تمایل کودکانه برای باز کردن اسباب بازی برای دیدن داخل آن، جدا کردن قطعات و جمع کردن دوبارهى اجزاء آن، امروزه در تمام زمینه های علمی شامل جو و اقلیم دنبال می شود. به عنوان مثال؛ اصل تجزیه یک سیستم برای مطالعه اجزاء تشکیل دهندهى آن و کارکرد اساسی هر کدام مشکل خاصی به وجود نمی آورد؛ برای مثال در آزمایشگاه می توانیم به راحتی جذب تابش مادون قرمز را توسط مولکول های گاز دی اکسید کربن (که در اثرگلخانه ای نقش ایفا می کند)  مطالعه نماییم؛ یا در ارتباط با هوا به عنوان یک سیال یا به عنوان مخلوطی از گازها و آب، حرکات بسته های هوا در حالات ساده را تحلیل نماییم یا فرآیندهای اصلی ترمودینامیک را که در اتمسفر انجام می شوند مطالعه نماییم. ولی زمانی که سعی می کنیم کل اسباب بازی را در آزمایشگاه مجددا بازسازی کنیم اگرچه این کار برای سامانه های مکانیکی امکان پذیر است ولی برای اتمسفر و سامانهى زمین این کار بسیار مشکل خواهد بود و ما این را در مسیر سفرمان خواهیم دید.

        تا چند دههى گذشته، هواشناسی و اقلیم شناسی، علومی صرفاً مشاهده ای محسوب می شدند که با مشکلات فراوانی در تحلیل های نظری همراه بودند. سپس موفقیت آمیز بودن روش تجربی گالیله در این زمینه ها نیز به دست آمد و امروزه رایانه ها و مدل های شبیه سازی تحت عنوان آزمایشگاه های مجازی اطلاق می شوند که در آنها وضع هوا و اقلیم مورد مطالعه قرار می گیرد. در یک مدل با استفاده از فرمول هایی که دانش تجربی ما (قابل حل به صورت رقومی) را بیان می کنند و متغیر هایی که بیانگر داده های واقعی هستند، می توانیم تحول سامانهى اقلیم را بر اساس سناریوهای مشاهده شده در گذشته و یا برآورد شده در آینده شبیه سازی کنیم و تمام این کارها در زمانی بسیار اندک (ده ها ساعت محاسبه برای چند ده سال تحول واقعی) و به کمک روش های عددی امکان پذیر است.

در این کتاب ما به طور مشخص به این انقلاب روش شناختی خواهیم پرداخت که درک فعلی ما را از رفتار برخی سامانه های پیچیده شامل اقلیم تشریح و تبیین می کند.

در سفرمان از دیدبانی تا شبیه سازی، از مسیر تحقیقات علمی متداول استفاده خواهد شد و خواننده را تشویق خواهیم کرد که به طور کیفی از خصوصیات اتمسفر و سامانهى زمین آگاهی حاصل نماید و به تدریج الگو های تشریحی و تفصیلی متعدد را کشف کند. همچنین برخی از مفاهیم کلاسیک و معروف؛ همچون علیت و تخمین را با بهره گیری از مدل ها و مفاهیم جدید مرتبط با تئوری سامانه های دینامیکی مجدداً آزمایش خواهیم نمود.

جمع بندی مطالب اینکه؛ کتاب حاضر پژوهشی را به درون سامانه های پیچیده بیان می نماید که شامل محدوده وسیعی از کارهای عملی است و همچنین در تغییر اساسی چشم انداز و نگاه ما به طبیعت ایفای نقش می کند.

 

 

مقدمه مترجم

مدل سازی در سال های اخیر در بسیاری از علوم محض و کاربردی مورد استفاده قرار گرفته است. کاربست مدل سازی در پیش بینی کوتاه مدت وضع هوا و نیز بلند مدت اقلیم هم توسعه زیادی یافته است و کتاب های مختلفی نیز در این زمینه چاپ شده اند که برخی از آنها به فارسی ترجمه شده اند. کتاب حاضر با رویکرد مفهومی به موضوع مدل سازی می پردازد و سعی می کند با معرفی یک طرح وارهى توصیفی مدل سازی وضع هوا و اقلیم را موشکافی کند. آغاز سخن از مفاهیم ابتدایی فیزیک و روش های تجربی گالیله، شروع و در نهایت به مدل سازی وضع هوا و اقلیم منتهی می شود. البته در این کتاب، روش ها و معادلات عددی حاکم و نیز روش های پیچیده مدل سازی گفته نشده است. زیرا به گفته نویسنده، هدف کتاب بیان اصول و مفاهیم مدل سازی از دیدبانی تا شبیه سازی است.

نویسندهى کتاب پروفسور Antonello Pasini عضو هیات علمی مؤسسه هواشناسی شورای پژوهش های ملی ایتالیا و از صاحب نظران این حوزه به شمار می رود. اصل کتاب به زبان ایتالیایی است و سپس به انگلیسی ترجمه شده است. برگردان به فارسی از متن انگلیسی صورت گرفته است. مجوز ترجمه کتاب از انتشارات Pearson ایتالیا گرفته شده است که در کتاب آورده شده است. همچنین یادداشت پروفسور پاسینی برای نسخه فارسی کتاب نیز در ابتدای کتاب آورده شده است.

لازم می دانم از خانم مهندس پردیس گودرزیان دانشجوی دکتری بیابان زدایی دانشگاه سمنان که در ترجمه بخشهایی از کتاب همکاری داشتند کمال تشکر را داشته باشم. از آقای دکتر محمد رضایی استاد گروه ادبیات فارسی دانشگاه سمنان که با دقت و حوصله سعی در بهتر نمودن ترجمه انجام شده داشته و در ویرایش ادبی این اثر همت گماردند بسیار سپاسگزار هستم. از خانم مهندس زهرا بیات دانشجوی دکتری بیابان زدایی برای طراحی روی جلد تشکر می نمایم. از همکاران معاونت پژوهش و فنآوری و مرکز نشر دانشگاه سمنان نیز برای تمام زحمات تشکر می نمایم.

از تشویق ها و توصیه به ترجمه کتاب حاضر از سوی آقای دکتر مجید آزادی عضو هیات علمی پژوهشکده هواشناسی و علوم جو و نیز آقای دکتر امید علیزاده عضو هیات علمی موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران نیز تشکر می نمایم.

امید است که این برگردان به برخی از سؤالات اساسی و پایه ای دانشجویان و پژوهشگران  در خصوص مفاهیم مدل سازی در هواشناسی و اقلیم شناسی پاسخ دهد. تلاش شده است نهایت دقت در ترجمه صورت گیرد. با این وجود، این اثر بدون اشتباه نیست و از خوانندگان ارجمند درخواست دارم در صورت مشاهدهى هر گونه نامفهومی در متن، اینجانب را آگاه نمایند.

 

                                                                                         دکتر محمد رحیمی


[1] Hard-science

Normal 0 false false false EN-US X-NONE AR-SA
اوقات شرعی
آمار بازدید
 بازدید این صفحه : 17309
 بازدید امروز : 55
 کل بازدید : 491180
 بازدیدکنندگان آنلاين : 5
 زمان بازدید : 0/2656
تقویم
Copyright  © 2014 press.semnan.ac.ir.semnan.ac.ir . All rights reserved