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引论章1. 6个方程独占了气象理论阵地!?气候方程私探(1)
气象学讨论的其实都是全球表层上各处的空气状况。而在物理学的视角下,空气是流体。所谓知道了气象状况,也就是知道了(求得了)地球上空各处的空气的温度、气压、风以致空气湿度的(数值)情况。这里的风应当是个矢量,它需要用在三维空间中的风速三个分量值去表达,所以风本身是3个变量。于是对全球气象状态的表达就需要给出各地的这6个变量的值。而上世纪建成的全球气象观测网,已经粗略地给出了这6个变量在该时刻(每天、每6小时、每小时)的全球各地的数值(系列)。
我们还需要知道这些气象状态是如何变化的—天气预告。而基于物理学知识,就要求气象理论给出6个理论公式,配合当前的气象状态去计算(推算)它在未来24小时的世界各地的气象变量对应值。
在这个视角下所谓气象理论公式(方程)就是通用于全球各地各个时刻的6个理论方程。或者把话反过来说:表达全球空气状态变化的基本公式有6个就已经够了。如果有改进也仅是提高初始场的观测网的密度的增加,数据的精度,公式中考虑的项目的完备程度等等的改进性,完备性的问题了。
以上就是对目前气象理论的认识。而在这个认识下,气象学无需其他的理论公式,或者说一切气象公式都不过是有6个基本方程的细化与推演的衍生公式。
在这种视角下,我们几乎不需要去寻找关于气象变量的其他公式了。这个话的言外之意是我们可以统计统计气象数据,计算一下它的平均值、分析分析平均图等等,而无需再探索气象变量的什么有理论支撑的定量公式了。
显然,在这种认识下,再提出所谓的“气候方程”几乎没有理论立足点、没有存在空间的伪问题!所以要允许让(认识到)气候变量还存在另外的理论公式。而这就需要有一定的概念突破、思路突破。
是的,有了概念突破、理论体系的突破,已经发现的大量的气候公式就有家可归了。
2023 03 14 补充:
这里的6个方程应当是关于能量守恒方程1个,3维空间中的牛顿运动方程3个,空气的质量守恒与水汽的质量守恒方程各1个。它们帮助你获得6个变量的下一个时刻(以致各个时刻)的全球各地的值(在已经确知全球现在的对应数值和加热情况的条件下)
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