Av Anders Persson
När jag jobbade på brittiska Meteorological Office berättades det att Frank Sinatra en gång sagt att de tråkigast böcker han någonsin läst handlade om dynamisk meteorologi, dvs den del av meteorologin som handlar om hur luften rör sig. Jag vet inte om historien är sann, men han hade icke desto mindre helt rätt, ja mer än rätt; böckerna är inte bara tråkiga på grund av sin matematiska natur, det är inte så sällan meteorologer som verkar vara lite skrala i att tolka matematik som skrivit dem.
Inom utbildningen i dynamisk meteorologi råder över större delen av världen (inte bara i Sverige) en formalistisk syn på matematiken, dvs elever anses ha förstått ett fenomen om de kan härleda ekvationen för det. Finns det ingen ekvation som beskriver ett visste fenomen, t.ex. uppkomsten av v a r m a högtryck så sopas fenomenet under mattan (se bloggdiskussionen till “Högtryck och fint väder?”).
Nu är det så inom fysiken att det enklaste är just matematiken, det svåra är hur denna matematik förhåller sig till den fysikaliska verkligen. Just för att detta är så svårt är det bekvämare för utbildningsanstalterna att stanna på ett formalistiskt-matematiskt plan när de vill slussa igenom sina studenter och uppfylla diverse kvoter. Rättningen av examensprov skulle bli mer komplicerade om det gällde att avgöra om en fysikalisk förklaring var riktig eller ej. Däremot går det snabbt och enkelt att se om en matematisk härledning är korrekt. Följden blir en separation mellan teori och praktik.
För att förklara vad jag menar (också för icke-meteorologer) tar jag följande (helt påhittade) samtal mellan två teoretiker en tidig förmiddag:
– Har du lagt märke till den prognostiserade temperaturens temporala utveckling?
– Ja dess andra derivata verkar vara anomalt negativ
– Och dT/dt har en terrasspunkt exakt vid t=13.0!
– Inflektionspunkten ser dock ut att infalla vid t=18.7
– Andra derivatan verkar sedan inte antaga särdeles höga positiva värden…
De båda råkar så höra Stina, jourhavande meteorolog, besvara ett telefonsamtal:
–Jo temperaturen stiger raskt och det blir varmast vid 13-tiden, sedan kommer det gradvis in kallare luft och temperaturen faller snabbt, i synnerhet i början på kvällen. Men dimma som bildas hindrar att det blir hemskt kallt…
Teoretikerna tittar på varandra och säger (utan att vara medvetna om att det Stina sagt är identiskt med deras resonemang):
-Stina är en duktig prognosmeteorolog. Synd bara att hon inte har sinne och intresse för matematik…
Det har förmodligen Stina, eftersom hon ju faktiskt kan dra helt riktiga slutsatser ur matematiken (vilket undgick dessa teoretiker). Men Stinas förmåga är tyvärr inte vanlig inom den dynamiska meteorologin där man inte så sällan träffar på förklaringar, t.ex av corioliseffekten, som helt strider mot matematiken och verkligheten. Det är synd ty dynamisk meteorologi är, tvärtemot den uppfattning Frankie Boy bibringades, en av de mest fascinerande delarna av meteorologin, ja kanske hela fysiken.
/Anders
Frank Sinatra skullle sannerligen inte blivit road av vårt moderna klimatsvammel heller!
Man kan anta att Stina byggde sina ord i telefonsamtalet på någonting. Hon är ju metereolog och inte spåkvinna. Med sin gedigna yrkeskunskap och empiriska erfarenhet av vad folk vill höra eller förstå, omvandlade hon den torra matematiken.
Hm, i hur hög grad är de vetenskapliga rönen som met. når upprepbara?
”Svammel” brukar vara det som man inte vill höra eller prata själv. Varför vill du inte höra klimatsvammel, Perdavid? Vet du något som ingen annan vet?
”dynamisk meteorologi …en av de mest fascinerande delarna av meteorologin, ja kanske hela fysiken.”
Japp, inte olik den fascinerande kvantmekaniken där fysikerna är rörande överens om matematiken, men går bet på att förklara i ord vad som sker. Vilket har resulterat i ett dussin tolkningsmodeller.
Sniff, sniff… Tycker mig känna vittringen av kvantfenomen bakom den dynamiska meteorologin.
Hmm..matematiken styr prognosmakandet .. Då blir det snabbt ett programmeringsjobb att vara meterolog eller hur ..Prognoserna matas ut utan sunt förnuft .. och ändras efter endast några knapptryckningar pga. att man kör en annan modellberäkning och använder annan dataformel etc.. från sol till regn..
Antager ändå att det är fuktigheten i luften som egentligen är grundproblemet till att få fram kvalitetsprognoserna.. så en fråga är var det i dina fina matteformler som fukten i olika luftlager kommer in i matematiken..hur mycket konstbevattning sker inte nu i torra områden i Amerikas och Rysslands , Kinas torra jordbruksområden..miljoner hektar åkermark bevattnas konstgjort .. denna fukt avdunstar till stor del upp över dessa ökenområden och stiger snabbt upp i atmosfären.. kan all denna fuktighet vara kraftigt avgörande och ge oss förklaring till allt detta regnande.??. Hur har matematikerna inkluderat detta med sina fina formler .. det är ju endast konstbevattning under växtperioden så antager att formlerna behöver justeras efterhand .. eller t.o.m. att det dyker upp nya formler som ger bra resultat ut men bara i korta perspektivet ..!!
Vatten vatten bara vanligt vatten !!!
Det är väl helt naturligt att det behövs två ”språk” för att beskriva väderfenomen, ett matematiskt, meteorologer emellan, och ett populärt, lättförståeligt, som gemene man förstår. Förstår inte riktigt problematiken i Anders inlägg.
Problemet är inte begränsat till dynamisk meteorologi. Samma klyfta mellan teori och verklighet finns i nästan alla utbildningar tyvärr.
Nu ska jag ställa en nattsuddarfråga. Imorgon kommer jag att skämmas och ångra att jag ställt den, men låt så vara.
Mina föräldrar ska göra en långresa och jag tänkte försöka hjälpa dem med packningen. Vilka kläder ska de ha med sig när prognosen säger att det ska bli mulet men prognosens säkerhet för det är mindre än 50%?
Ju osäkrare, desto mer komplicerat språk.
Jag tror att det skulle vara svårt att beskriva relativitetsteorins eller kvantmekanikens kärna utan matematiken. Dessa teorier förutsäger ju saker o ting ganska exakt.
@Fredrik
Dataunderlaget är för litet. En händelse (vädret t.ex.) saknar värde. Det är hur vi reagerar eller konsekvenserna som räknas, och där är vi olika utrustade.
Men, från de givna förutsättningarna:
1. Kasta krona/klave.
2. En foliehatt av sydvästmodell är väl beprövad mot regn och sol.
3. Mitt tidlösa semesterråd är annars: Ta med hälften så mycket kläder och dubbelt så mycket pengar som planerat.
Svar till Bosse: Alla datormodeller tar hänsyn till vattnet, både som vätska, ånga och is. Vattnet som vätska finns med i varje beräkningspunkt ända ner till några meter under jorden. Anlägger kineserna någon konstbevattningsanläggning som är lika stor eller större än avståndet mellan beräkningspunkterna (f.n. typiskt 16 x 16 km) så tas det med i beräkningarna. Och är deras konstgjorda sjö mindre så påverkar den siffra i varje beräkningspunkt som berättar hur stor del av arealen som är upptaget av sjöar.
Lasse H: Poängen i dialogen är att Stina visst är duktig i matematik men som fysiker/meteorolog kan tränga djupare och se de bakomliggande fysikaliska/meteorologiska processerna vilket de teoretiker jag driver med är oförmögna till. De håller sig kvar inom den matematiska formalismen.
För övrigt gäller det inom all fysik att kunna gå vidare från det formellt matematiska. Betänk att för 300 år sedan var Newtons lagar, som vi idag anser vara ganska självklara, ansedda att strida mot ”sunt förnuft” lika mycket som Einsteins, Bohr & Co:s teorier gör nu.
Genom att tränga igenom den matematiska formalismen kan vi ”uppdatera” vårt s.k. ”sunda förnuft”. Många är för lata för detta och föredrar att stanna på den matematiskt formalistiska sidan.
Att läroböckerna i dynamisk meteorologi utelämnar många intressanta fenomen (som t.ex. att 90% av alla högtryck är varma och inte kalla) beror på att det för dessa fenomen inte finns någon för matematiker attraktiv ekvation. Deras lättja visar sig också i behandlingen av corioliseffekten som antingen förklaras fel eller inte alls, eftersom den riktiga förklaringen är ”jobbig” då den strider mot vårt invanda ”sunda förnuft”.