天氣預報的數學原理?

時間 2021-12-19 15:35:25

1樓:306的打工戰士

這邊涉及幾個過程

第乙個是原資料的尺度和準確度不足以預報,這時候需要資料同化大概需要用到變分和濾波去得到滿足預報方程的初始場

然後是用方程組一般流體的方程就那幾個

連續性熱力等但是這個方程是非線性不閉合也就是求解困難所以會忽略一些小項考慮主要部分也就是線性化,一般是化簡成波動方程。求解的話就是解數值pde的方法

洛倫茲在2023年代就揭示了大氣系統的混沌性,所以方程預報只會在特定時間和誤差允許下準確,現在還有一種方法是考慮不同的初始場組成的相空間然後整個相空間隨著時間進行隨機演化(方程中加入隨機項) 這個隨機動力系統最後會有各種天氣發生的概率這個應該叫集合預報

上面講的是天氣的預報

還有氣候的預報方程裡短期的變動被平滑了考慮的主要部分是大的強迫(像海溫冰蓋輻射等等)

2樓:無雨錮囚鋒

有兩種一是統計預報,基本是純統計方法。利用已有資料進行預報。

書《氣象統計預報》。

另外乙個是數值預報,主要動力框架需要有物理基礎,但用的是數值方法求解非線性高階偏微分方程,所以也需要數學基礎。

書《數值天氣預報》。

要理解物理過程的話,那要讀的書就多了。

《天氣學原理》主要講現象,有一些基礎的方程推導;

《動力氣象學》稍微抽象一些,但更重要,其中對於大氣裡波動的理解是數值天氣預報裡的濾波的基礎。

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