45、灾害性天气预测与数字化方法解析

灾害性天气预测与数字化方法解析

1 传统预测方法的局限与数字化方法的提出

在灾害性天气预测领域，传统方法面临诸多困境。首先，依赖压力系统进行灾害性天气预测并不靠谱。压力系统虽在传统气象学中被重视，但对于过渡性灾害性天气的预测常不准确。

其次，超低温度层蕴含着即将变化的特定不规则信息。该层一般集中在250 - 150 hPa的高度，极端情况下也会出现在400 - 300 hPa或200 - 100 hPa的高度。这种不规则性和多变性，使得现有的数值分析或数值方案计算难以应对。

再者，超低温度出现的区域正是大气曲率发生变化、灾害出现的扭曲区域。而描述流体运动的N - S方程不包含三阶导数，无法描述这种扭曲变化，这显示出现代流体力学的先天不足。传统定量分析系统无法处理不规则信息，因此我们引入了数字化信息的方法体系。

2 数字化方法的起源与初步应用

起初，我们在建立数字化方法时，遇到传统定量分析方法无法解决的问题。为了处理不规则信息，我们借鉴了《易经》中的形象分析思想。《易经》早在3000多年前就记录了人类应对可变事件的智慧，而现代科学主张事件的永恒性（不变性），二者构成了两大知识来源。可变事件不遵循形式逻辑的数量演算，应通过结构和结构转换原理来研究。

基于超低温度的发现，我们利用具有混合不同物质作用的大气滚动气流，对过渡变化进行分析。最初，区域暴雨预报的准确率大幅提高，随后该方法逐渐推广到大面积和局部暴雨、强对流、强风、沙尘暴、浓雾和高温等灾害性天气的预报中。

3 区域灾害性天气数字化设计的基本逻辑

3.1 热分析的选择

大气运动的本质原因是热量分布不均及