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气象学应当带头使用2维，3维时间概念...
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气象学应当带头使用2维，3维时间概念...
张学文，2024 12 11 16 02
时间是个大家都理解的概念。物理学规定的7个基本物理量中就包括时间。它以秒为单位，而且认为时间是没有上限的。这导致人们都认可时间是1维的没有上限的线性变量。而现在物理学与其他科学给出过无数的含义时间的公式，其中的时间都是一维变量。
但是
但是无论是年历上的时间，还是手机首页上关于时间的定量表达，却不是用一个数就完整地表达了时间的数量值。它们要用好几个数去分别说明现在是哪年，那月，那日，几时，几分，以致几秒！
注意，一个物理量如果需要用不止一个数去表达，我们认为它是个矢量。例如现在的偏西风是3米/秒，偏北风是4米/秒，我们就认为风是个需要两个独立的数值才能表达的矢量。
于是问题来了
我们同时用年月日表达时间，难道不是在说明时间也具有“矢量”的含义？！
我们用多个数值表达当前的时间，是我们的物理学不及格？或者是天文学的错误，还是人类的高明？
我觉得我们应当承认我们现在对时间的表达方法（用多个独立的数表示一个时间节点），不仅是科学的，而且是相当实用的，也是全世界通用的。
我分析，我们地球人之所以用多个数值去表达一个时间节点是由于地球的每天自转一圈以及地球每年公转一圈相联系的。地球的这种旋转导致了春夏秋冬，白天与黑夜的鲜明存在。于是自转一圈、公转一圈变成了地球人表达时间的两个自然轮回与单位。这导致我们对时间用世纪、年、日去分别度量（表达）都是应当的，可以的，合理的。
现在，说到这里我们插一个问题：你见过科学界家用2维时间或者三维时间去分析问题吗？
估计大家的回答是：在科学领域时间历来仅是做一维线性变量处理。
但是，根据上面的分析不能看出：我们不妨把时间看作是2维自变量来分析事物：这样2元时间概念就登上了科学舞台！
有例子吗？
请看我过去的一个博客 https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-570684.html 就是一个例子：该博客给的2元时间下的太阳高度角的表见后。该统计表对应一个横坐标与纵坐标都是时间的太阳高度的分布情况它可以绘为2维时间下的太阳高度的等值线图。
结论：科学工作者者要敢于开展2维时间视野下的科学规律的探索。气候学、气象学应当带头使用2维，3维时间概念...探索气候规律！
下面的表给出不同小时白天月份北京的太阳高度角的值
表中的时间是地方时。地方时与北京时间差是15个经度1小时。
小时 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 |
1月1日 | -68.8 | -59.5 | -48.6 | -37.2 | -25.7 | -14.6 | -4.0 | 5.8 | 14.3 | 21.0 | 25.4 | 27.0 | 25.4 | 21.0 | 14.3 | 5.8 | -4.0 | -14.6 | -25.7 | -37.2 | -48.6 | -59.5 | -68.8 | -73.0 |
1月15日 | -67.3 | -58.3 | -47.5 | -36.1 | -24.7 | -13.5 | -2.7 | 7.1 | 15.8 | 22.7 | 27.2 | 28.8 | 27.2 | 22.7 | 15.8 | 7.1 | -2.7 | -13.5 | -24.7 | -36.1 | -47.5 | -58.3 | -67.3 | -71.2 |
2月1日 | -63.8 | -55.5 | -45.1 | -33.8 | -22.3 | -11.0 | -0.1 | 10.1 | 19.1 | 26.3 | 31.1 | 32.7 | 31.1 | 26.3 | 19.1 | 10.1 | -0.1 | -11.0 | -22.3 | -33.8 | -45.1 | -55.5 | -63.8 | -67.3 |
2月15日 | -59.8 | -52.2 | -42.2 | -31.1 | -19.7 | -8.2 | 2.9 | 13.3 | 22.6 | 30.2 | 35.3 | 37.1 | 35.3 | 30.2 | 22.6 | 13.3 | 2.9 | -8.2 | -19.7 | -31.1 | -42.2 | -52.2 | -59.8 | -62.9 |
3月1日 | -55.1 | -48.1 | -38.6 | -27.8 | -16.5 | -5.0 | 6.3 | 17.0 | 26.7 | 34.8 | 40.2 | 42.2 | 40.2 | 34.8 | 26.7 | 17.0 | 6.3 | -5.0 | -16.5 | -27.8 | -38.6 | -48.1 | -55.1 | -57.8 |
3月15日 | -50.0 | -43.6 | -34.6 | -24.1 | -13.0 | -1.5 | 9.9 | 20.9 | 31.0 | 39.5 | 45.5 | 47.7 | 45.5 | 39.5 | 31.0 | 20.9 | 9.9 | -1.5 | -13.0 | -24.1 | -34.6 | -43.6 | -50.0 | -52.3 |
4月1日 | -43.6 | -37.8 | -29.4 | -19.5 | -8.6 | 2.8 | 14.3 | 25.5 | 36.1 | 45.3 | 51.9 | 54.3 | 51.9 | 45.3 | 36.1 | 25.5 | 14.3 | 2.8 | -8.6 | -19.5 | -29.4 | -37.8 | -43.6 | -45.7 |
4月15日 | -38.5 | -33.2 | -25.3 | -15.7 | -5.1 | 6.1 | 17.6 | 29.0 | 39.9 | 49.6 | 56.8 | 59.6 | 56.8 | 49.6 | 39.9 | 29.0 | 17.6 | 6.1 | -5.1 | -15.7 | -25.3 | -33.2 | -38.5 | -40.4 |
5月1日 | -33.3 | -28.4 | -21.0 | -11.8 | -1.5 | 9.5 | 20.9 | 32.4 | 43.5 | 53.8 | 61.7 | 64.9 | 61.7 | 53.8 | 43.5 | 32.4 | 20.9 | 9.5 | -1.5 | -11.8 | -21.0 | -28.4 | -33.3 | -35.1 |
5月15日 | -29.6 | -24.9 | -17.8 | -9.0 | 1.1 | 11.9 | 23.2 | 34.7 | 46.0 | 56.6 | 65.1 | 68.7 | 65.1 | 56.6 | 46.0 | 34.7 | 23.2 | 11.9 | 1.1 | -9.0 | -17.8 | -24.9 | -29.6 | -31.3 |
6月1日 | -26.5 | -22.0 | -15.2 | -6.6 | 3.3 | 13.9 | 25.1 | 36.6 | 48.0 | 58.8 | 67.9 | 72.0 | 67.9 | 58.8 | 48.0 | 36.6 | 25.1 | 13.9 | 3.3 | -6.6 | -15.2 | -22.0 | -26.5 | -28.0 |
6月15日 | -25.2 | -20.8 | -14.1 | -5.6 | 4.1 | 14.7 | 25.9 | 37.3 | 48.7 | 59.7 | 69.0 | 73.3 | 69.0 | 59.7 | 48.7 | 37.3 | 25.9 | 14.7 | 4.1 | -5.6 | -14.1 | -20.8 | -25.2 | -26.7 |
7月1日 | -25.3 | -20.9 | -14.2 | -5.7 | 4.0 | 14.6 | 25.8 | 37.2 | 48.7 | 59.6 | 68.9 | 73.2 | 68.9 | 59.6 | 48.7 | 37.2 | 25.8 | 14.6 | 4.0 | -5.7 | -14.2 | -20.9 | -25.3 | -26.8 |
7月15日 | -26.8 | -22.3 | -15.5 | -6.9 | 3.0 | 13.7 | 24.9 | 36.4 | 47.8 | 58.6 | 67.6 | 71.6 | 67.6 | 58.6 | 47.8 | 36.4 | 24.9 | 13.7 | 3.0 | -6.9 | -15.5 | -22.3 | -26.8 | -28.4 |
8月1日 | -30.2 | -25.5 | -18.3 | -9.4 | 0.7 | 11.5 | 22.9 | 34.3 | 45.6 | 56.2 | 64.6 | 68.1 | 64.6 | 56.2 | 45.6 | 34.3 | 22.9 | 11.5 | 0.7 | -9.4 | -18.3 | -25.5 | -30.2 | -31.9 |
8月15日 | -34.0 | -29.0 | -21.6 | -12.3 | -2.0 | 9.1 | 20.5 | 31.9 | 43.1 | 53.2 | 61.1 | 64.2 | 61.1 | 53.2 | 43.1 | 31.9 | 20.5 | 9.1 | -2.0 | -12.3 | -21.6 | -29.0 | -34.0 | -35.8 |
9月1日 | -39.6 | -34.2 | -26.2 | -16.5 | -5.8 | 5.4 | 16.9 | 28.3 | 39.1 | 48.7 | 55.7 | 58.5 | 55.7 | 48.7 | 39.1 | 28.3 | 16.9 | 5.4 | -5.8 | -16.5 | -26.2 | -34.2 | -39.6 | -41.5 |
9月15日 | -44.6 | -38.8 | -30.3 | -20.2 | -9.3 | 2.1 | 13.5 | 24.8 | 35.2 | 44.3 | 50.8 | 53.2 | 50.8 | 44.3 | 35.2 | 24.8 | 13.5 | 2.1 | -9.3 | -20.2 | -30.3 | -38.8 | -44.6 | -46.8 |
10月1日 | -50.6 | -44.1 | -35.0 | -24.6 | -13.4 | -1.9 | 9.5 | 20.4 | 30.5 | 39.0 | 44.9 | 47.0 | 44.9 | 39.0 | 30.5 | 20.4 | 9.5 | -1.9 | -13.4 | -24.6 | -35.0 | -44.1 | -50.6 | -53.0 |
10月15日 | -55.6 | -48.5 | -39.0 | -28.2 | -16.8 | -5.3 | 5.9 | 16.6 | 26.3 | 34.3 | 39.7 | 41.7 | 39.7 | 34.3 | 26.3 | 16.6 | 5.9 | -5.3 | -16.8 | -28.2 | -39.0 | -48.5 | -55.6 | -58.3 |
11月1日 | -61.1 | -53.3 | -43.1 | -32.0 | -20.5 | -9.1 | 1.9 | 12.3 | 21.5 | 29.0 | 34.0 | 35.7 | 34.0 | 29.0 | 21.5 | 12.3 | 1.9 | -9.1 | -20.5 | -32.0 | -43.1 | -53.3 | -61.1 | -64.3 |
11月15日 | -64.8 | -56.3 | -45.8 | -34.5 | -23.0 | -11.7 | -0.8 | 9.3 | 18.2 | 25.3 | 30.0 | 31.6 | 30.0 | 25.3 | 18.2 | 9.3 | -0.8 | -11.7 | -23.0 | -34.5 | -45.8 | -56.3 | -64.8 | -68.4 |
12月1日 | -67.7 | -58.7 | -47.8 | -36.4 | -25.0 | -13.8 | -3.1 | 6.8 | 15.4 | 22.2 | 26.7 | 28.3 | 26.7 | 22.2 | 15.4 | 6.8 | -3.1 | -13.8 | -25.0 | -36.4 | -47.8 | -58.7 | -67.7 | -71.7 |
12月15日 | -69.0 | -59.7 | -48.7 | -37.3 | -25.8 | -14.7 | -4.1 | 5.6 | 14.1 | 20.9 | 25.2 | 26.8 | 25.2 | 20.9 | 14.1 | 5.6 | -4.1 | -14.7 | -25.8 | -37.3 | -48.7 | -59.7 | -69.0 | -73.2 |
12月31日 | -68.9 | -59.6 | -48.6 | -37.2 | -25.8 | -14.6 | -4.0 | 5.7 | 14.2 | 21.0 | 25.4 | 26.9 | 25.4 | 21.0 | 14.2 | 5.7 | -4.0 | -14.6 | -25.8 | -37.2 | -48.6 | -59.6 | -68.9 | -73.1 |
小时 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 | 10.0 | 11.0 | 12.0 | 13.0 | 14.0 | 15.0 | 16.0 | 17.0 | 18.0 | 19.0 | 20.0 | 21.0 | 22.0 | 23.0 | 24.0 |
https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1463879.html
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