Zeng Qingcun fue pionero en el pronóstico numérico del "método de diferencia semiimplícita", que es una tecnología de simulación numérica comúnmente utilizada en el campo meteorológico y se utiliza para predecir las tendencias cambiantes de la circulación atmosférica, la temperatura, la humedad y otros. parámetros relacionados.
1. El principio básico del "método de diferencias semiimplícitas"
El método de diferencias semiimplícitas es un método de solución numérica basado en el método de diferencias finitas. La idea básica es discretizar el término de la derivada temporal (implícita) y el término de la derivada espacial (explícita) en la ecuación diferencial parcial mediante aproximación diferencial, y luego convertirlo en un sistema lineal de ecuaciones para resolver. En comparación con el método de diferencias totalmente implícitas y el método de diferencias totalmente explícitas, el "método de diferencias semiimplícitas" logra un buen equilibrio entre estabilidad y eficiencia computacional.
2. Características del "método de diferencias semi-implícitas"
2.1 Estabilidad: Debido al uso del método de diferencias implícitas, el "método de diferencias semi-implícitas" puede manejar una tamaño de paso de tiempo mayor, mejorando así la estabilidad de la simulación numérica.
2.2 Precisión: en comparación con el método de diferencias totalmente explícito, el "método de diferencias semiimplícitas" tiene una mayor precisión de simulación para fenómenos complejos como la turbulencia. Esto se debe a que se utilizan diferencias de tiempo implícitas, que pueden capturar mejor los cambios en escalas de tiempo largas.
2.3 Eficiencia computacional: en comparación con el método de diferencias totalmente implícitas, el "método de diferencias semiimplícitas" reduce la cantidad de cálculo y mejora la eficiencia del cálculo.
3. Aplicación del "método de diferencias semi-implícitas" en la predicción numérica.
El “método de diferencias semi-implícitas” ha sido ampliamente utilizado en la predicción numérica en el campo de la meteorología, principalmente en los siguientes aspectos:
3.1 Modelo meteorológico: Modelo meteorológico es el uso de Modelo que describe el movimiento y los cambios de la atmósfera establecido en base a principios matemáticos y físicos. Como método de solución numérica, el "método de diferencias semiimplícitas" se utiliza ampliamente en modelos meteorológicos para proporcionar predicciones de entornos meteorológicos futuros.
3.2 Circulación atmosférica: el método de diferencia semiimplícita puede simular la tendencia cambiante de la circulación atmosférica, incluido el campo de viento, el campo de presión y el campo de temperatura. La simulación numérica y la predicción de estos parámetros pueden proporcionar una base importante para la previsión meteorológica y climática.
3.3 Alerta temprana de desastres meteorológicos: mediante la simulación numérica y el análisis de parámetros meteorológicos, el "método de diferencia semiimplícita" puede proporcionar alerta temprana de desastres meteorológicos como tifones y lluvias intensas, y proporcionar información de alerta temprana y toma de decisiones para los departamentos pertinentes y el apoyo del público.
4. La tendencia de desarrollo del "método de diferencias semi-implícitas"
Con el avance continuo de la tecnología informática, la aplicación del "método de diferencias semi-implícitas" en el pronóstico numérico también está aumentando. en desarrollo y perfecto. Las tendencias de desarrollo futuras incluyen principalmente:
4.1 Mejora de la precisión: al mejorar el formato de diferencia e introducir un esquema de parametrización física más preciso, se mejora aún más la precisión de la simulación del "método de diferencia semiimplícita".
4.2 Optimización de la eficiencia: combinación de computación paralela, computación de alto rendimiento y otros medios técnicos para mejorar la eficiencia informática y acortar el tiempo de simulación numérica.
4.3 Expansión multiescala: la aplicación del "método de diferencia semiimplícita" a simulaciones multiescala puede simular mejor los detalles locales y los cambios a gran escala a escala global.
Resumen:
Como método de predicción numérica comúnmente utilizado, el método de diferencias semiimplícitas puede simular cambios en la circulación atmosférica, la temperatura, la humedad y otros parámetros mediante aproximación de diferencias y ecuaciones lineales. tendencia. Tiene ventajas en cuanto a estabilidad, precisión y eficiencia computacional, y se usa ampliamente en modelos meteorológicos, simulaciones de circulación atmosférica y alertas de desastres meteorológicos. En el futuro, con el desarrollo continuo de la tecnología, el "método de diferencia semiimplícita" se mejorará y optimizará continuamente para mejorar la precisión de la simulación y la eficiencia computacional, y se extenderá a simulaciones de múltiples escalas.