第五百四十三章 雷达初显威（上） (第2/3页)

    徐云又写了个佩克来数。

    也就是Pe=ud/α，又在上头换了个圈，带入回了原式。

    看到这里。

    叶笃正的鼻翼中忽然传出了一声带着意外的鼻音，眉头骤然一扬。

    他发现了一个此前从未意识到的问题：

    根据变式来看。

    二维流中涡度是对流，并且像热量一样可以扩散，那么关于佩克来特数的类比就是.....

    Re=uℓ/v。

    这意味着涡度像热量一样，在二维流内部不能凭空产生或毁灭。

    并且它可以通过对流从一个地方移动到另一个地方。

    但另一方面。

    ∫dV对于所有定域的涡度团是守恒的。

    也就是说......

    漩涡通过速度场对流，通过扩散传播，但是每个漩涡内总的涡度保持不变。

    换而言之.....

    边界正是涡度的来源！

    这是一个叶笃正从未想过的概念，这代表着他之前的很多思路都是错误的，他确实低估了边界的深度。

    但这也同样代表着.....

    一个新模型的可能！

    准确来说应该是......

    气象学中第一个真正可行的新模型！

    要知道。

    虽然挪威学派在数值天气预测这方面贡献很大很大，但即便是到现在，整个气象行业也依旧没有一个真正的模型。

    事实上。

    按照正常历史发展。

    气象学要到1971年才会由拉苏尔建立出第一个气候模型。

    并且拉苏尔建立的模型预测的还不是局部天气，而是与全球变暖有关的气候模型。

    而眼下......

    叶笃正的面前出现了一条新路。

    一条从未有人涉及过的新路。

    看着一脸震撼的叶笃正，徐云则显得很平静。

    他所说的这些概念并非基于他的个人能力，而是来自后世已经相对完备的知识体

    系，没啥值得骄傲的。

    毕竟不同于眼下这个时期。

    虽然后世对于N-S方程虽然依旧处于破解阶段，一般形式的解析解依旧遥遥无期——因为卡在了非线性的adve项上。

    但另一方面。

    它在各种极端情况下.....例如无旋，无粘性等情景中还是有解析解的。

    后世只要在DNS上投入足够的计算资源，甚至可以求解复杂的流体流动。

    这些都是徐云穿越前已经有了很强的定式结果，以至于徐云这种非气象领域的人都能随手拿出来做释义。

    当然了。

    由于专业壁垒的缘故，徐云对于涡度的了解到这里也差不多就完了。

    至于再进阶的相当位温、假相当位温、潜热、感热、辐射这些概念.....

    你想让徐云解释一下它们的含义倒是没什么问题，但再深入的推导就纯属痴心妄想了。

    不过没关系。

    到了眼下这一步，叶笃正显然已经进入了「悟道」的状态。

    以这位华夏现代气象学主要奠基人的能力而言，剩下的环节哪怕不需要徐云帮忙，他一个人多半也能搞定。

    更别说他的边上还有陶诗言这位天气动力学的顶尖大老存在呢。

    因此很快。

    叶笃正便开始自己推导起了后续步骤。

    「温度的支配方程是DT/Dt=α∇²T......」

    「那么温度场的方程自然就是DT/Dt=∂T/∂t+u∂T/∂x=α∇²T......」

    「根据流体静力平衡和温度直减率可得.......」

    「诗言兄，你觉得这里改成分段函数转折点压强如何？」

    「正合我意......」

    二十多分钟后。

    叶笃正在纸上写下了另一道算式：

    D/Dt(jSij−v(∇)]。

    而在见到这道算式的时候。

    徐云裹在绷带下的表情也随之一松。

    呼......

    他的任务算是完成了.....

    想必聪明的同学也看出来了。

    没错！

    叶笃正此时写出来的式子，正是涡度拟能方程。

    它来自上头对流导数与的标量积，是对于定域分布的涡度。

    其中最右边的散度项通常积分为零，和脑子一样不太需要。

    右边剩下的两项分别对应通过涡线拉长产生涡度拟能，以及因为粘滞力损耗的涡动拟能。

    从这个式子可以直观看出涡动拟能就像力学能量一样，可以被摩擦力耗散掉。

    这个公式在后世讨论湍流的时候会被反复提及，算是一个标识型的公式。

    更重要的是.....

    众所周知。

    大气扩散属于湍流扩散，目前有三种广泛的应用理论：

    梯度输送理论、

    湍流统计理论、

    相似理论。

    而这个式子便是湍流统计理论的重要核心，后世在这个基础上诞生了一种叫做RF的模型。

    没错。

    RF。

    这是后世气象数值模拟预报最常见的模型，很多民科在家也用这玩意儿来跑数值。

    当然了。

    气象领域的民科要远比物理和数学领域的民科高智很多，二者存在很明显的差异。

    气象领域的民科与其说是「民科」。

    不如说更像是那些开车载着

    天文望远镜去看星星的天文爱好者，很少有太多出格的言论。

    至少不会动不动就表示自己发明出了永动机，然后一看图纸特么的是太极图.....

    气象领域的民科最喜欢的就是在家里默默跑当地的天气模型，然后巴望着天空看自己的结果准不准确，整体来看还是比较佛系的。

    总而言之。

    RF即便是在2023年都属于非常重要的模型，遑论眼下这个时期了。

    即便......

    此时出现的只是一个雏形。

    随后叶笃正又把公式引申到了等压面和等密度面领域，进行起了环流的相关计算。

    期间乔彩虹这姑娘也兴致冲冲的上前旁观了两分钟，等回到徐云身边的时候表情就变成了这样：

    @v@....

    一个小时后。

    叶笃正和陶诗言合力推导出了完整的涡度场，拟合出了一个特殊的数学模型。

    从徐云的角度来看。

    这个模型和后世的RF依旧出入较大——毕竟这年头没有后世的算力，但核心逻辑还是类似的。

    简单来说就是先采用了圆柱切线空间和水平映射，构建起局部空间并映射其邻居，构建起等轴映射。

    接着重新设计了条件局部卷积核，以满足因地制宜的卷积特征，邻近局部特征相似和地理特性不同下的相邻卷积核共享三个条件。

    至于模型的数学机理则是傅里叶变换，叶笃正将混合操作构建为了连续的全局卷积，在傅里叶域中通过FFT可以有效实现，空间混合复杂度降低到了堪称最低。

    模型甚至还考虑到了累积液态和冰冻水，将总降雨粒子作为诊断变量，数据集的数量还达到了20个。（灵感参考自这篇论文arxiv./abs/2101.01000）

    可以这样说。

    在计算机模型还没问世的当今，这个模型可以说是人力可及的巅峰了。

    另外也不知道是不是徐云的错觉。

    他总感觉叶笃正的这个模型，似乎隐隐触及到了傅里叶神经算子.......

    当然了。

    只是感觉。

    毕竟这方面他确实学艺不精，所以一时半会儿也没法下具体的定论。

    可能是错觉，也可能是确有其事。

    如果只是误判那还好说。

    可如果这是真的......

    那么在眼下这个副本的时间线上，今后的乐子可就大了。

    毕竟这玩意儿早就超出了流体力学的范畴，涉及到了AI呢......

    接着又过了十多分钟。

    陶诗言将各个小组的数据汇总到了台前，叶笃正将自己的模型思路与众人介绍了一遍。

    考虑到每个人的理解能力不同，叶笃正主要将重点放到了计算上。

    也就是侧重于告诉大家怎么算，至于具体的原理先被忽略了——因为眼下他们需

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