Tulkinta
Numeerinen sää PREDIX viittaa suurten tietokoneiden suureen tietokoneeseen tietyillä alkuarvoilla ja raja-arvoilla, jotka perustuvat ilmakehän todelliseen tilanteeseen. Evoluutioprosessin nestemekaniikka ja termodynamiikka ennustavat ilmakehän liiketilan ja sääilmiöiden menetelmää tulevaisuudessa.
Sisältö
Numeerinen sääennuste eroaa perinteisestä sääennusteesta, se on kvantitatiivinen ja objektiivinen ennuste, minkä vuoksi numeerinen sääennuste vaatii ensin. raportointia edeltävän ajanjakson (lyhyt, keskipitkän aikavälin) ja laskea vakaat ja suhteellisen nopeat laskelmat. Toiseksi, koska numeerisen sääennusteen tarkoituksena on hyödyntää erilaisia keinoja (tavanomaista havainnointia, tutkahavainnointia, laivojen havainnointia, satelliittihavainnointia jne.), ja siksi säätietojen säätö, käsittely ja objektiivinen analyysi on suoritettava oikein. . Kolmanneksi numeerisen sääennusteen laskentatietojen vuoksi sitä on vaikea täydentää manuaalisilla tai pienillä tietokoneilla, joten siellä on oltava suuri tietokone.
Ilmakehän todellisen tilanteen mukaan, tietyssä alku- ja raja-arvossa sään evoluutioprosessia kuvaavat nestemekaniikka ja termodynaamisesti yhtälöryhmät ratkaistaan numeerisilla laskelmilla ja ennustavat tulevaa säätä. Ja yleisesti hyödyllisiä säämenetelmiä, ja yhdistettynä kokemukseen sääennusteista, tämä ennuste on määrällinen ja objektiivinen ennuste. Yhtälössä ja ilmakehän kinetiikassa käytetyt yhtälöt tai yhtälöt ovat samat, eli yhtälöt, jotka koostuvat jatkuvista yhtälöistä, termodynaamisista yhtälöistä, vesihöyryyhtälöistä, tilayhtälöistä ja 3 liikeyhtälöstä (katso ilmakehän tehoyhtälöt). Yhtälöryhmässä seitsemän ennustetta (nopeus komponenttien X, Y, Z, komponenttien U, V, W ja lämpötila T, ilmanpaine P, ilman tiheys ρ ja korjattu Q) ja 7 ennusteyhtälöä . Viskoosivoima F, merkityksetön lämpö Q ja vesihöyryn määrät S, yleensä ajan, tilan ja seitsemän ennusteen funktiona, joten ennusteiden lukumäärä on sama, joten yhtälö on Suljettu.
Kehityshistoria
Kansainvälinen
Maailmassa on yli 30 maata ja aluetta numeeristen sääennusteiden tekemiseen tärkeimpänä menetelmänä päivittäisten sääennusteiden laatimisessa. Monet niistä ovat Lyhyen aikavälin numeerisen 1-2 päivän sääennusteen lisäksi maa ja alue on tehnyt myös keskipitkän aikavälin numeerisen sääennusteen viikoksi.
Kiina
Kiina alkoi tutkia numeerisia sääennusteita vuonna 1955, ja vuonna 1959 numeerinen sääennuste alkoi tietokoneella. Vuonna 1969 National Meteorological Bureau julkaisi virallisesti lyhyen aikavälin numeerisen sääennusteen. Paranna asteittain numeerista ennustustilaa ja automatisoi tietojen syöttö, täyttö, analyysi ja ennustetulostus. Tällä hetkellä päivittäisen lyhyen aikavälin numeerisen sääennusteen loppuunsaattamisen lisäksi valmistautuu keskipitkän numeerisen sääennusteen tekemiseen.
Tila Syntymä
Sääkarttojen ja lukutietojen analysointi, jotka kaikki ovat manuaalisia, näihin töihin käytetty aika, laskettaessa aikaa elektronisella tietokoneella ( Testi) on noin 10 kertaa. Työn tehokkuuden parantamiseksi ja inhimillisten virheiden vähentämiseksi ihmiset ovat vuodesta 1954 lähtien ehdottaneet tapoja objektiivisesti analysoida ja käsitellä tietoja automaattisesti elektronisten tietokoneiden avulla. Pian automaatio on otettu käyttöön tuoreesta analyysiennusteesta. 1950-luvun lopulla havaittiin, että keskinäisen transit-moodin tekemillä ennusteilla on suuria rajoituksia, eikä ennustemuutosten järjestelmäintensiteetti ole suuri. Jatkossa, vaikka vaikutusta parannetaan, vaikutus paranee, mutta käytetyn yhtälön korkeamman kertaluvun vuoksi voi olla vaikea laskea, jos sitä harkitaan edelleen. Vuonna 1956 A. Eliason ehdotti ratkaisua tuotantoennusteeseen alkuperäiselle yhtälökuviolle painovoima-aaltoja huomioiden. Vuonna 1959 K. Hinkeman käytti alkuperäistä yhtälömallia menestyäkseen, ja sen vaikutus ei ole vähäisempi kuin kvasikarttatila. Hän ja Richardsin laki eroavat kuitenkin nopeiden painovoima-aaltojen luonteesta ja uusista toimenpiteistä (kuten aikavaiheiden lyhentäminen, painovoimaparametrien suodattaminen jne.). Vuonna 1960 Yhdysvallat laukaisi Tayles-meteorologisen satelliitin onnistuneesti löytämään uuden tavan tarjota meteorologisia tietoja autiomaassa, valtamerissä ja muilla alueilla. Tehometeorologisen ja laskentatekniikan kehittyessä alkuperäisen yhtälön tilaennusteen vaikutus on vähitellen ylittänyt kvasitransittimoodiennusteen. 1970-luvun alkuun mennessä sitä on käytetty liiketoimintaennusteen tekemiseen (katso Ilmakehätila).
Sovelluksen yleiskatsaus
1980-luvulla yli 30 maata ja maailmaa on asettanut numeeriset sääennusteet pääasialliseksi päivittäisten ennusteiden laatimismenetelmäksi. Ennusteprojekteissa on jo ilmanpainetta, lämpötilaa, kosteutta, tuulta, pilviä ja sateita; alueella se on kehittynyt interstitiaalisesta puolipallosta ja globaalista laajuudesta, mukaan lukien tasainen virtauskerros; 1–2 päivän lyhyen aikavälin ennusteiden lisäksi jotkut maat ovat käynnistäneet keskipitkän aikavälin ennusteen viikoksi. (Katso värikartta)
kotimaani tapaus
teki 500 basson 24 tunnin ennusteen kaksikerroksisilla grafiikkamalleilla. Vuoden 1959 lopulla käynnistettiin Aasian Euroopan ja pohjoisen pallonpuoliskon ylipaineen ja huijaussuodatustavan korkean tason numeerinen ennustus. Keväällä 1965 Ilmatieteen laitos alkoi julkaista 500 Bappi -ennustetta. Vuonna 1969 tietojenkäsittelyn, objektiivisen analyysin ja ennustamisen automaatioohjelmien esikoe onnistui. Vuonna 1973 se alkoi tehdä ennusteita alkuperäisellä yhtälöllä. 1980-luvun alkuun mennessä ennustetila on kehittynyt tiedon vastaanottamisesta piirtämiseen, analysointiin ja tulosten ennustamiseen, automaatioon monikerroksiseksi alkuperäiseksi yhtälömoodiksi, joka ottaa huomioon fyysisten prosessien, kuten maaston ja eristämättömän lämmityksen, vaikutuksen.
On ongelma
numeerinen sääennuste On vielä monia ongelmia ratkaisematta:
Toisen ruudukkoasteikon fyysinen prosessi on < / b> Koska ilmakehä on jatkuva väliaine, jolla on jatkuva liikkuva asteikko, tilan resoluutio on aina korkea, liikettä tapahtuu aina ruudukon asteikon lähellä tai vähemmän (katso numeerisen sääennusteen yleinen laskelma) Methods), ei voi näkyä tilassa, jota kutsutaan toissijaiseksi ruudukkoprosessiksi. Turbulenssi-, konvektio-, kondensaatio- ja säteilyprosessit sisältävät toissijaisen hilaprosessin. Nämä prosessit ovat huomioineet nämä prosessit numeerisissa ennusteissa, eli käyttäneet suuren mittakaavan muuttujia kuvaamaan suuren mittakaavan liikkeen tilastollista vaikutusta. Vaikka tällä lähestymistavalla on saavutettu huomattavia tuloksia, monia ratkaisemattomia ongelmia on edelleen. Jos parametrointi ei ota huomioon suuren mittakaavan vaikutusta pienessä mittakaavassa ja sen takaisinkytkentävaikutusta, parametrien arvosta puuttuu objektiivinen määrittely, kuvio on liian herkkä parametroinnille.
Epälineaarinen yhtälö Numeerinen ratkaisu Vaikka tiettyjen lineaaristen differentiaaliyhtälöiden stabiilin muodon numeerinen ratkaisu voidaan asianmukaisissa olosuhteissa todistaa, ja on mahdollista n. Osoittaa vastaavan differentiaaliyhtälön todellisen ratkaisun, mutta epälineaarisen differentiaaliyhtälön kaksi ratkaisua eivät välttämättä ole täysin yhdenmukaisia. On jo todisteita siitä, että vaikka joskus numeeriset ratkaisut ovat stabiileja, mutta se on yhtenäinen todellisen ratkaisun kanssa (joka on erikoista, todellinen ratkaisu tiedetään).
Vaikutusten muodostusongelma Se sisältää alkuarvon käsittelyn, satelliittisovelluksen ja neliulotteisen allokoinnin (katso numeeristen sääennusteiden käsittely ja analysointi) jne. Kysymys, näitä ongelmia ei ole vielä ratkaistu.
Yllä oleva ongelma kohdataan suoraan suunnittelutilaa suunniteltaessa. Mutta kaikkein perustavanlaatuisin on myös tietoinen sään kehityksen ymmärtämisestä, erityisesti väli- ja pitkäkestoisesta sääprosessista ja voimakkaasta myrskystä, eikä se vieläkään riitä. Lisäksi, vaikka ilmakehä havaitaan satelliitti- ja kaukokartoitustekniikoiden avulla, niukalle alueelle tarjottavalla tiedolla on oma osansa, mutta meteorologisen havainnon tarkkuuden ja ennusteen tarkkuutta on edelleen parannettava.