حاسوب إيشيغورو ستورم سيرج

جهاز إيشيغورو لمحاكاة ارتفاع الأمواج العاصفة هو حاسوب تناظري بناه عالم المحيطات الياباني شيزو إيشيغورو . بين عامي 1960 و1983، استُخدم هذا الجهاز لمحاكاة ارتفاع الأمواج العاصفة في بحر الشمال من قِبل المعهد الوطني البريطاني لعلوم المحيطات. وهو معروض الآن في معرض الرياضيات بمتحف العلوم في لندن.

عقب فيضان بحر الشمال الخطير عام 1953 ، شكلت حكومة المملكة المتحدة لجنة (تُعرف باسم لجنة ويفرلي) لوضع خطة لمنع الكوارث المستقبلية. ^{[ 1 ]} وكان المعهد الوطني لعلوم المحيطات (NIO، الذي يُعرف الآن باسم المركز الوطني لعلوم المحيطات ) مسؤولاً عن البحث العلمي في ظاهرة ارتفاع الأمواج العاصفية في المملكة المتحدة. في عام 1957، انضم شيزو إيشيغورو ، عالم المحيطات الياباني الذي كان يطور أساليب تناظرية للتنبؤ بارتفاع الأمواج، إلى المعهد الوطني لعلوم المحيطات لتطبيق عمله على بحر الشمال. ^{[ 2 ] [ 3 ]} في البداية، كان ذلك من خلال زمالة من اليونسكو، لكنه أصبح لاحقًا موظفًا دائمًا في المعهد. واصل إيشيغورو تطوير وتطبيق نموذجه التناظري حتى أوائل ثمانينيات القرن العشرين، عندما دفعت التحسينات في الحواسيب الرقمية العديد من علماء المحيطات إلى تفضيل المحاكاة العددية. ^{[ 4 ]} تقاعد إيشيغورو عام 1983، لكنه استمر في العمل على جهازه في المنزل حتى وفاته عام 2007. ثم اقتنى متحف العلوم في لندن حاسوب إيشيغورو الخاص بمحاكاة ارتفاع الأمواج العاصفة ، حيث يُعرض الآن ضمن معرض الرياضيات الذي يتناول نمذجة البحار. ^{[ 5 ]}

آلة إيشيغورو عبارة عن حاسوب تناظري يستخدم الجهد والتيار الكهربائيين لمحاكاة ارتفاع وتدفق المياه. يُمثَّل بحر الشمال بشبكة تضم حوالي 80 عقدة متصلة كهربائيًا، بحيث يُمثل تدفق الكهرباء بين هذه العقد تدفق المياه بين نقاط مختلفة في بحر الشمال. يعتمد تدفق المياه بين نقاط بحر الشمال على اختلاف ارتفاع المياه، وعلى خصائص فيزيائية ثابتة كالسواحل وعمق البحر، وعلى قوة كوريوليس (الناتجة عن دوران الأرض)، وعلى تأثيرات متغيرة مع الزمن كقوى المد والجزر (الناتجة عن تأثير جاذبية القمر والشمس ) . ^{[ 6 ]}

يحاكي النموذج هذه الظواهر باستخدام توليفات من المكونات الكهربائية (المقاومات، والمكثفات، والمحاثات) ومولدات الإشارات لتوفير مدخلات متغيرة مع الزمن. يحاكي النموذج كيفية تحرك موجة العاصفة، التي عادةً ما تقترب من الشمال، جنوبًا عبر بحر الشمال. ويتنبأ بتدفق المياه وارتفاعها في مواقع وأوقات مختلفة، مما يسمح بتقييم أقصى ارتفاع للمد والوقت المتوقع لبلوغه في مواقع محددة. ^{[ 7 ] [ 8 ]} كان من الاستخدامات الشائعة للنموذج دراسة الحاجة إلى الجدران البحرية والدفاعات الساحلية . يوجد فيلم من إنتاج المعهد الوطني لعلوم المحيطات (NIO) يُظهر شرح إيشيغورو للحاسوب في أرشيف المركز الوطني لعلوم المحيطات بجامعة ساوثهامبتون . ^{[ 9 ]}

يتألف الهيكل المادي للحاسوب ^{[ 10 ]} من لوحتين تحتويان على الشبكة الكهربائية المستخدمة في المحاكاة، وقسم منفصل للإدخال/الإخراج. تم إدخال البيانات باستخدام حاسوب كومودور CBM 8032 مزود بمحركات أقراص مرنة 5¼ بوصة؛ وعُرضت المخرجات على راسم إشارة من نوع Advance Instruments OS-240 وسُجلت فوتوغرافياً.

كانت الحواسيب الرقمية (التي تُحل فيها معادلات التدفق عدديًا) متاحة في ستينيات القرن الماضي، لكن إيشيغورو جادل بأن النهج التناظري كان أكثر مرونة وتجنب المشكلات الحسابية للعمل مع خطوات زمنية منفصلة. ^{[ 9 ]} وبفضل التحسينات اللاحقة في الحواسيب الإلكترونية، أصبح النمذجة العددية أكثر شيوعًا من النمذجة التناظرية؛ ومن الأمثلة الحديثة على ذلك المرفق الوطني للمد والجزر ومستوى سطح البحر في المملكة المتحدة، أو نموذج "ارتفاع مستوى سطح البحر والبحيرة واليابسة الناتج عن الأعاصير " الذي تستخدمه الوكالات الأمريكية.

• دلتا

• https://collection.sciencemuseumgroup.org.uk/objects/co8428222/electronic-storm-surge-modelling-machine-storm-surge-model