微看书

第9章（第3页）

“我们通常所说的大气，实际由压力、密度、风速、温度、湿度这7个物理量构成。”孟镜年在白纸上，写下这几个物理量的简写。

“7个？”

“风速有z、v和x三个方向，所以加起来是7个。”

林檎点头，示意她跟上了，他可以继续往下说。

“状态方程、热力学和水汽方程、连续方程以及基于流体力学的运动方程这是个矢量方程，可以拆成三个方向的单独公式这样一共七个方程，构成了大气运动的基本方程组。理论上，只要知道上述7个物理量的初始值，带入方程组，就能算出任一时刻的大气状况。”

林檎目不转睛地盯着孟镜年在空白纸上的板书，或许为了跟上解说速度，他写字要比平常潦草一些，但仍然是好看的。

“这就是现在天气预报的原理吗？”林檎问。

“不完全是。一一你们学了微积分吗？”

“学了。数学是我们的核心课程之一。”

孟镜年点点头，“这7个方程，其中有5个是非线性偏微分方程。非线性偏微分方程的求解，是公认的学术难题。”

林檎点头：“三体问题就是非线性偏微分方程。”

“三体问题仅仅三个质点就无法求解，而大气运动是一个极为复杂的混沌系统，其质点有无数个。”

“所谓的蝴蝶效应？”

“可以这样理解。”

“那现在的天气预报是怎么做的？”

“目前主流的天气预报是数值模拟，就是将连续的空间和时间离散化，按照经纬度，把空间划分成一个个网格……”