Mô hình, mô hình hóa và mô hình hóa các quá trình môi trường

BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 1 MÔ HÌNH, MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ HÌNH HÓA CÁC QUÁ TRÌNH MÔI TRƯỜNG BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 2 Mục đích và nội dung của môn học Mục đích: o Mở rộng sự hiểu biết về ứng dụng của phương pháp mô hình hóa trong nghiên cứu và quản lý môi trường; o Phát triển phương pháp phân tích hệ thống ứng dụng trong mô hình hóa môi trường; Nội dung: o Các phương pháp định lượng được sử dụng trong mô hình hóa môi trường; o Mô hình hóa các thành phần của môi trường. o Các công cụ toán được sử dụng trong mô hình hóa : phương trình vi phân thường, đạo hàm riêng, điều kiện ban đầu, điều kiện biên, phương pháp giải số; o Mô hình toán lan truyền chất ô nhiễm trong các môi trường không khí, nước, đất; o Soạn thảo mô hình trên một số ví dụ mẫu; BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 3 NỘI DUNG BÀI 1 o Mô hình như một công cụ kết nối thế giới tự nhiên và xã hội loài người. o Mô hình hóa môi trường như một bộ phận không tách rời của mô hình hóa nói chung. o Các dạng mô hình môi trường o Một số nguyên tắc cơ bản trong xây dựng mô hình BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 4 Mô hình như một công cụ kết nối thế giới tự nhiên và xã hội loài người. o Ngày nay hầu hết các ngành khoa học đều sử dụng “mô hình”, (“model”). o Mô hình không chỉ xuất hiện trong khoa học tự nhiên mà còn xuất hiện trong khoa học xã hội. o Với nhiều nhà nghiên cứu mô hình được hiểu là các mô hình số phức tạp chạy trên máy tính, trong một số ngành khoa học khác mô hình được hiểu như một dạng mẫu tương tự. o Tuy nhiên có rất nhiều thuật ngữ “mô hình” được sử dụng rất khác nhau. BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 5 Điểm được thống nhất cao về “model” o Ứng dụng của mô hình rất rộng, chúng giúp cho quá trình thông qua quyết định trong cuộc sống hàng ngày; o Mô hình là một khái niệm cơ bản của khoa học và đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong khoa học môi trường nơi các phép thí nghiệm rất khó tiến hành BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 6 Mô hình như một công cụ chính kết nối tự nhiên và xã hội, Nico Stehr o “Thật dễ dàng vẽ một biểu đồ hơn là mô tả chính xác những điều thực tế đang diễn ra” o “Trong nghiên cứu khoa học, thu thập thông tin về đối tượng nghiên cứu là chưa đủ, cần thiết phải tổng quát hóa dữ liệu được thu thập thành các công thức”. BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 7 Thuật ngữ “model” cũng được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau o Mô hình là một đối tượng nhỏ, thường được xây dựng theo tỷ lệ, nó mô tả một vài đối tượng thực tế trong tự nhiên. o Mô hình là một mẫu thể hiện một sự vật còn chưa được xây dựng trên thực tế, được xem như là kế hoạch (trên thực tế sẽ lớn hơn mẫu) và sẽ được xây dựng. o Thuật ngữ “model” có thể là một mẫu được sử dụng để trắc nghiệm về ngữ pháp “ hai mẫu câu có cấu trúc văn phạm tương phản nhau”. (Noam Chomsky) o Thuật ngữ “model”có thể được dùng như một kiểu mẫu thiết kế của một đối tượng cụ thể. Ví dụ có thể nói chiếc xe của anh ta là mẫu xe của năm ngoái. o Thuật ngữ “model” có thể được dùng cho đối tượng là người tiêu biểu cho một hay nhiều tiêu chí khác nhau. o Thuật ngữ “model” có thể là người hay vật thể phục vụ cho họa sĩ hay người chụp hình nghệ thuật. o Thuật ngữ “model” có thể dùng chỉ người có nghề nghiệp là trình diễn thời trang. (The American Heritage Dictionary of the English Language, New York: Houghton Mifflin 1969) BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 8 Stehr đã thêm vào mệnh đề sau: o Mô hình là công cụ tốt o Mô hình toán học còn tốt hơn. Mẫu số chung nhất cho các mô hình: chính là chức năng quan trọng nhất của chúng – là sự giảm thiểu độ phức tạp của phạm vi yêu cầu BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 9 o Pierre Duhem, nhà vật lý người Pháp: “mô hình trong khoa học chỉ là một công cụ để giải thích về lý thuyết và có thể được loại bỏ một khi một lý thuyết khác được phát triển”. o Campell, nhà vật lý người Anh: “mô hình là một phần thiết yếu (của lý thuyết), không có nó lý thuyết sẽ hoàn toàn không có giá trị” BÀI GIẢNG BÙI TÁ LONG 10 Stehr: 2 thuộc tính cần quan tâm o Chất lượng mô hình o Kết quả định lượng được tạo ra từ mô hình.