天气预报如何开启?
这个问题很简单,目前我们看到的天气预报都是卫星云图或者雷达回波图片,这些图像都是由数值气象学家通过计算机模式计算出来的。那么问题就变成了怎么启动这个计算机程序了,这涉及到三个概念:初始条件、边界条件和求解器。
1. 初始条件:任何一个天气系统都具有初始的形态,如果没有相应的初始条件,它会逐渐散灭。而所谓的初始条件就是给定一个时刻整个大气层的温度、压强、水分含量等基本物理量的分布情形。有了这样的初始条件,我们就可以启动计算程序了。
2. 边界条件:任何天气系统都不是孤立存在的,它都会有边界的。比如它是以气团的形式存在还是以锋面的形式存在都有其边界条件。如果给定了边界条件,我们就知道了系统中宏观物理量的最大值和最小值以及它们所处的位置。这对于计算结果是否合理是非常重要的。
3. 求解器:这是计算的核心,它的算法决定了计算的精度与速度。目前使用的求解器主要是基于微分的差分格式,这种格式将待求的量分解为几个部分然后对每个部分进行求解,最后叠加得到全部分的值。对于每一时间的计算都需要从头求解直到终点时间。这个过程是重复进行的,直至达到预设的精度要求或者时间限制。