Математические модели системы океан—атмосфера
Атмосфера слабо задерживает солнечную энергию, поэтому большая ее часть достигает поверхности Земли, три четверти которой занято океанами. Здесь, на поверхности океана, происходят довольно сложные процессы. Небольшая доля солнечной радиации отражается обратно в атмосферу, а большая часть поглощается океаном. Поверхность океана излучает тепло и воспринимает излучение атмосферы. В результате испарения океан сильно охлаждается. Испарившаяся влага попадает в воздух и, отдав тепло конденсации, в виде пресной воды возвращается в океан. Наконец, океан непосредственно греет прилегающий к нему слой воздуха. В конечном счете это локальное взаимодействие порождает контрасты температуры в атмосфере, вызывающие ветер. Ветер разгоняет воды океана, создавая в нем хитросплетения океанских течений. Вся эта взаимосвязанная система дышит и живет почти как живой организм.
Середина XX в. поставила перед геофизиками задачу понять, как работает эта огромная термодинамическая машина. И здесь на помощь геофизикам пришел новый, необычайно мощный аппарат математического моделирования. В настоящее время уже можно утверждать, что математическое моделирование является одним из наиболее эффективных средств воспроизведения структуры и динамики реального объекта. Математическая модель представляет собой систему формул и уравнений, позволяющих получать числовую и графическую информацию об объекте. В общем случае модель реального процесса настолько сложна, что для решения системы уравнений приходится использовать аппарат вычислительной математики и ЭВМ.