天气预报怎么闹?
我靠,一上午这么多赞,受宠若惊啊! 事先声明,这个程序只是个简单的模拟,不能用来真正预测天气。而且我是业余学的这些,不专业,不严谨之处敬请见谅。 首先,说一下原理。我们生活的这个世界充满了电磁波,而这些电磁波是以波动的方式传播。而无线电波,红外线,紫外线甚至x射线都是电磁波。电磁波在介质中传播时候,介质的导电性会对电磁波产生扰动(电荷移动产生的电流)所以电磁波又称为电波。
大气层也对电磁波有吸收和反射的现象,因为大气层不是绝对绝缘的,其中含有大量离子和水汽等。所以不同高度的大气层的带电情况是不一样的。 而在地面附近,由于地表土壤和海洋的电导率都很大,使得地球表面相对屏蔽了低频电磁波。
但再往高空,随着空气越来越稀薄,大地电荷被中和的程度也越来越高。而到了距地35公里左右的高空,大气层已经几乎不存在电荷了,因此这里被称为地球电磁屏蔽效应的临界区或消减区。
而这个模型,就是假设一个远地点为35公里的高度为1.6km的圆柱体,来模拟这种屏蔽效果。 因为不知道天气系统的具体形状以及发展变化趋势,所以这个模型只是假设了一个稳定高度为1.6km的圆柱体。
然后再假设一种典型的情况,比如近地层气温高,而越往上温度越低,形成了一个类似于“冷锋”的尖塔状云群,这样云层底部接近地面处的电荷会被抵消,而上部的带正电部分会吸引带有负电的雨雪粒子,从而形成降雨。 而对于“暖锋”型的云层,则是云底部的电荷被保留,而上半部分缺少带电部分,于是就形成了雨雪。 通过编程让电子围绕着一根轴做圆周运动,并不断通过辐射传递能量,从而模仿云层中的电荷释放过程。当电子的运动达到一个稳定状态时,就可以根据轨道离地面的距离判断有无降雨的可能了。 当然,这仅仅是模型,存在很多简化真实世界的情况。另外,我也不保证这里面每一个步骤都是正确或者符合现实的,毕竟我自己也学艺不精。如果有什么纰漏,请多多包涵。