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我叫金三世
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科学小论文《如何预测天气》如何预测天气1987年10月15日晚上,284年来最为恶劣的暴风雨横扫英国南部,摧毁了无数人的家园,造成的损失超过20亿英镑。风力达到了飓风的级别,推倒了约1500万棵树。而就在前不久,天气预报员还笑称悲剧绝对不会发生,不会有任何飓风袭击英国。上面这则耸人听闻的新闻,顿时使全世界的人们重视起了天气的预测。其实,中国从古时候开始,便对天气产生了浓厚的兴趣。《易经》的天气占卜,孔明借东风,关羽利用暴雨洪水淹七军……天气无时无刻不在影响着我们的工作、休息和举动,它会在冬天让我们无法上班,在夏天毁掉我们的假日。它一会儿是阴霾的乌云连成片,一会儿又是和煦的晴天,天气如此善变,我们可能已经司空见惯,那么人们又是怎么预测天气的呢?要知道,“预测天气和准确预测天气完全是两码事。”许多人不懈努力,希望了解天气的变化过程。他们惊喜地发现:预测未来天气最关键的因素是现在的天气。他们不停地观察各种天气情况的变化与形成原因,并运用生活中的一些简单的科学定律,总算有了一些收获;比如根据热效应,热的空气会上升,形成低气压区;冷的空气就会下降,形成高气压区。由此我们便可知道一个地方如果又热又潮湿,这地方不久就会下雨,因为当温暖潮湿的空气带着水蒸气爬升到高海拔时,它们会凝聚成云,然后转化为雨落回地面(这就是为什么阴天会下雨的原因:因为凝聚的云过多了,遮住了太阳),当周围环境特别冷的时候,雨会变为雪或冰雹落下。另外,空气会从高气压区流向低气压区,例如,当桂林出现低气压,而南宁出现低气压,就可以预测桂林将有强风。但这种方法十分简单,只是一种粗浅的分析,只能预测很小一部分地区的天气,还十分容易出错。最重要的是这种方法只能让人们知道笼统的天气,例如“明天桂林会有风”。但人们如果想知道比如气温多少度,风度多少级,什么时候最热等更具体的信息,我们只好无能为力。后来,人们建立了一个全球的气候模型,使用无数先进科技观察天气,并借助复杂的方程来计算,其中包括了海洋的流体力学,热传导,大气化学,甚至太阳辐射等信息。这样列出来的方程实在太难了,人们难免会出错,出现误报天气的情况。到了现在,人们终于想到了迅速发展的计算机。一不做二不休,在美国实验室,一台名为埃尼亚克的计算机第一次进行了天气预测。这台计算机中包含了一整个地球的天气,是一个活生生的气象模型。计算机通过分析各种天气信息,显示出未来的气象情况。人们终于可以准确地预测天气了。虽然计算机也难免会失误,但失误率已经比原来小了很多了。老实说,要天气预报员以百分之百的确信度告诉我们天气情况,这恐怕永远实现不了。但起码像地震,海啸,暴风等灾难的误报,将终成历史。所以,我们应该对未来预测天气的发展抱有足够的信心。

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朱迪迪迪

首页 哲学政法 社会科学 经济财政 教科文艺 基础科学 医药卫生 农业科学 工业技术 大气科学CHINESE JOURNAL OF ATMOSPHERIC SCIENCES2006 关于半拉格朗日半隐式大气模式的时步问题胡志晋 史月琴 摘 要:讨论半拉格朗日半隐式大气模式中时步的限制,展示时步过大时用一般的首尾两点平均方案计算非线性源汇项的严重误差,提出精确的源汇项计算格式并作了特例计算和比较,讨论了被模拟的大气过程和波动的特征对时步的要求,指出柯朗数NC=C·△t/△X是大气模式时空步长匹配的重要参数.指出云降水和大气化学过程特征时间对相应的正定变量的计算时步的限制.关键词:半拉格朗日半隐式格式;非线性源汇项;时步分类号:P435 文献标识码:A文章编号:1006-9895(2006)01-0001-10On the Time Step of Semi-Lagrangian Semi-Implicit Atmospheric ModelHU Zhi-Jin SHI Yue-Qin 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目G1998040912、2004CB418306和国家自然科学基金资助项目40305001作者简介:胡志晋,男,1935年出生,研究员,主要从事云降水数值模拟和人工影响天气的研究.E-mail: 作者单位:胡志晋(中国气象科学研究院,北京,100081) 史月琴(中国气象科学研究院,北京,100081) 参考文献:[1]Williamson D L,Rasch class of semi-Lagrangian approximations for ~2096[2]Staniforth A,Cote integration schemes for atmospheric models-A ~2223[3]Ritchie H,Temperton C,Simmons A,et of the semi-Lagrangian method in a high-resolution version of the ECMWF forecast ~514[4]Nair R,Machenhauer mass-conservative cell-integrated semi-Lagrangian advection scheme on the ~667[5]陈嘉滨,季仲贞.半拉格朗日平方守恒计算格式的研究.大气科学,2001,25(6):837~846Chen Jiabin,Ji study of energy-conserving semi-Lagrangian Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese),2001,25(6):837~846[6]陈嘉滨,季仲贞.半隐式半拉格朗日平方守恒计算格式的构造.大气科学,2004,28(4):527~535Chen Jiabin,Ji study of complete square-conserving semi-implicit semi-Lagrangian scheme Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese),2004,28(4):527~535[7]陈德辉,胡志晋,徐大海,等.CAMS大气数值预报模式系统研究.北京:气象出版社, Dehui,Hu Zhijin,Xu Dahai,et on CAMS Atmospheric Numerical Prediction Model System (in Chinese).Beijing:China Meteorological Press,[8]刘式适.大气波动.中国大百科全书(大气科学卷).北京:中国大百科全书出版社,~70Liu Great Encyclopedia,Atmospheric Sciences (in Chinese).Beijing:China Great Encyclopedia Press,~70[9]Hu Zhijin,Zou non-hydrostatic model and elastic in China (Series B),1992,35(4):463~475收稿日期:2004年10月18日修稿日期:2004年12月15日出版日期:2006年1月31日军事史林 中国医药导刊 印刷质量与标准化 湖南文理学院学报(自然科学版) 中国实用神经疾病杂志 中国新药杂志 建筑设计管理 商业研究 毒理学杂志 传感器与微系统 临床超声医学杂志 四川化工 保山师专学报 光电子技术 湖北体育科技 工业锅炉 血栓与止血学 太原科技 郧阳师范高等专科学校学报 广州市经济管理干部学院学报 云南农业科技 数码世界 高校后勤研究 冶金能源 微电机 自然科学史研究 中国航海 郑州大学学报(理学版) 美术观察 中州煤炭 信息记录材料 云南交通科技 中国稀土学报 森林公安 开封教育学院学报 衡水学院学报 湖南广播电视大学学报 湖北电业 中国稀土学报 中国数字化期刊论文网 ©2008年版权所有

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bluecode12345

风,在我们身边无处不在,其所过之处往往给人以凉爽的感觉,植物传播花粉、氧气与二氧化碳的输送大部分是由风来完成的. 那么,风是怎么来的呢?原来,风是空气运动的结果.我们的身边充满了空气,空气不停地运动着,于是就形成了风.换句话说,当陆地上的空气受热并快速向上运动后,高空的空气增多,形成高压;低空则因为空气减少,形成低压.就像水往低处流一样,空气也是从高压区流向低压区,这之间就形成了风,它又被叫做大气环流.高压区与低压区气压相差越大,风力就越大;气压差越小,风力就越小.为了辨别风力,英国海军军官蒲福编写了风力等级表,把风力分成了十二级.级别越高,破坏力越大.第十二级风十分罕见,能摧毁大量建筑物,把大树连根拔起,并引发高达十米的大海啸,影响数百至数千公里的海域. 为此,我做了一个小实验:先找来一个气球,用打气筒向里面打气.当我松开气球的口子时,空气迅速吹了出来,带出一阵阵风.在生活中,我发现,当房间的窗户关好后,迅速关门,门在快要碰到门框时仿佛突然遭遇了一层气体,速度减慢了下来,同时一阵阵风吹出.在门关上后,窗户也“咚咚咚”地抖动起来.我猜想,可能是突然关门,房间内气压上升,空气要释放,于是门在快碰到门框时,靠近门的空气穿过门与门框之间的缝隙,产生反推力后,气压又降低,空气又进来的缘故.而窗户抖动可能是因为气压突然升高,空气撞击窗户的缘故.这两个实验证明了高压区的空气会往低压区流,其中的气压差与风力密切相关的结论. 风无穷无尽,简直堪称全世界最便宜与最多的资源之一. 风有许多好处,其中潜力最大的就是可以利用风进行风力发电.有人估计过,全球可用来发电的风力能源约有一千亿千瓦,不仅是全球水力发电量的10倍,还是全世界每年燃烧煤炭资源发电总量的3倍.曾经横扫英法两国的一次大台风摧毁了大量建筑物以及树木,吹过时数秒就能发出了一千万马力的功率!目前,世界上最大的发电风车发电能力达两千瓦,最多可以满足一个县百分之十五的用电需要或四所学校的用电. 风,不仅让人神清气爽,还能为人类提供几乎无穷的能源.希望世界上多一些风力发动机,少一点煤炭发电厂,让世界少一点二氧化碳,变得更加绿色.

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