Àwọn Àpẹẹrẹ Ìṣirò nínú Àsọtẹ́lẹ̀ Ojúọjọ́
Lílóye àti sísọ àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́ ti fa àwọn ènìyàn mọ́ra fún ọ̀pọ̀ ọ̀rúndún. Nínú ayé òde òní, àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́ tó péye ṣe pàtàkì fún iṣẹ́ àgbẹ̀, ìṣàkóso àjálù, ọkọ̀ òfúrufú, àti ìgbésí ayé ojoojúmọ́. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn ọ̀nà àtijọ́ gbára lé ìdámọ̀ àwọn àpẹẹrẹ àti àwọn òfin ìwádìí, àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́ òde òní fìdí múlẹ̀ nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣirò. Àwọn àpẹẹrẹ wọ̀nyí lo agbára fisiksi, iṣirò, àti ìmọ̀ ìjìnlẹ̀ dátà láti ṣe àfarawé àti láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ nípa ìyípadà ojú ọjọ́. Àpilẹ̀kọ yìí ṣe àgbéyẹ̀wò àwọn àpẹẹrẹ ìṣirò tí ó ti yí àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́ padà.
1. Àwọn Ìpìlẹ̀ Àsọtẹ́lẹ̀ Ojúọjọ́
Àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́ jẹ́ pàtàkì nípa ipò ojú ọjọ́ ní àkókò àti ibi pàtó kan. Àwọn oníyípadà bíi ìwọ̀n otútù, ìfúnpá, ọriniinitutu, iyára afẹ́fẹ́, àti ìtọ́sọ́nà ni a pinnu ipò yìí. Àwọn òfin pàtàkì ti fisiksi ló ń darí ìwà àwọn oníyípadà wọ̀nyí, pàápàá jùlọ ìpamọ́ ibi, agbára, àti agbára. Àwọn wọ̀nyí ni ó jẹ́ ìpìlẹ̀ àwọn ìdọ́gba ìṣirò tí a lò nínú àwọn àwòṣe ojú ọjọ́.
1.1 Àwọn Ìbáṣepọ̀ Navier-Stokes
Ní orísun àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́ ni àwọn ìṣirò Navier-Stokes wà, èyí tí ó ń ṣàpèjúwe ìṣípo àwọn ohun èlò omi bí afẹ́fẹ́ àti omi. Àwọn ìṣirò ìyàtọ̀ díẹ̀ wọ̀nyí ń ṣe àkójọ àwọn ohun bíi agbára viscous, àwọn ìpele ìtẹ̀sí, àti àwọn agbára òde (fún àpẹẹrẹ, agbára òòfà). Ṣíṣe àtúnṣe àwọn ìṣirò Navier-Stokes ń ran lọ́wọ́ láti lóye bí afẹ́fẹ́ ṣe ń rìn káàkiri ayé, èyí tí ó ṣe pàtàkì fún àsọtẹ́lẹ̀ àwọn àpẹẹrẹ afẹ́fẹ́ àti ìjì.
1.2 Àwọn Ìdọ́gba Thermodynamic
Àwọn ohun ìní thermodynamic ti afẹ́fẹ́, bíi iwọ̀n otútù àti ọriniinitutu, ni a ń ṣàkóso nípasẹ̀ òfin thermodynamics àkọ́kọ́ (ìpamọ́ agbára). Òfin yìí, nígbà tí a bá so pọ̀ mọ́ ìṣètò ipò fún àwọn gáàsì, ó fún àwọn onímọ̀ nípa ojú ọjọ́ láyè láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ àwọn ìyípadà nínú iwọ̀n otútù, àwọn ìyípadà ìpele (fún àpẹẹrẹ, ìtújáde omi àti ìtújáde omi), àti ìṣẹ̀dá ìkùukùu.
1.3 Ìbáṣepọ̀ Ìtẹ̀síwájú
Ìgbékalẹ̀ ìtẹ̀síwájú náà ń rí i dájú pé afẹ́fẹ́ máa ń pa ibi mọ́ nínú afẹ́fẹ́. Ìgbékalẹ̀ yìí ń ran lọ́wọ́ láti lóye bí afẹ́fẹ́ ṣe ń yí káàkiri àgbáyé, ó sì ń kó ipa pàtàkì nínú dídá àwọn ìṣípo afẹ́fẹ́ mọ̀, bí ìbísí afẹ́fẹ́ gbígbóná ní àwọn ilẹ̀ olóoru àti ìsọ̀kalẹ̀ rẹ̀ ní àwọn ilẹ̀ olóoru.
2. Àwọn Àwòrán Àsọtẹ́lẹ̀ Ojúọjọ́ Nọ́mbà (NWP)
Àsọtẹ́lẹ̀ Ojúọjọ́ Nọ́mbà (NWP) ń lo àwọn ìsúnmọ́ nọ́mbà láti yanjú àpapọ̀ àwọn ìsúnmọ́ ìṣàkóso tí a ṣàlàyé lókè yìí. Nítorí ìrísí wọn tó díjú, àwọn ìsúnmọ́ wọ̀nyí lè yanjú ní àwọn ọ̀ràn tó rọrùn nìkan. Fún àwọn ète ìṣe nínú àsọtẹ́lẹ̀ ojúọjọ́, a gbọ́dọ̀ súnmọ́ wọn kí a sì yanjú wọn nípa lílo àwọn ọ̀nà ìṣirò lórí àwọn kọ̀ǹpútà gíga.
2.1 Ètò Àkójọpọ̀
Àwọn àwòṣe NWP pín afẹ́fẹ́ sí ètò àkójọpọ̀ ...
2.2 Ìgbésẹ̀ Àkókò
Láti sọ àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́, àwòṣe NWP gbọ́dọ̀ ṣe àfarawé ìdàgbàsókè àwọn ipò ojú ọjọ́ ní àkókò. Èyí ni a ṣe nípa sísopọ̀ àwọn ìṣètò ìṣàkóso síwájú ní àkókò nípa lílo àwọn ìdàgbàsókè kékeré tí a mọ̀ sí àwọn ìgbésẹ̀ àkókò. Àwòṣe náà máa ń ṣírò ipò ojú ọjọ́ ní gbogbo ìgbà ní ojú ìwé kọ̀ọ̀kan fún ìgbésẹ̀ àkókò kọ̀ọ̀kan títí tí a ó fi dé àkókò àsọtẹ́lẹ̀ tí a fẹ́.
2.3 Parameterization
Nítorí àwọn ìdíwọ́ nínú ìpinnu àti agbára ìṣirò, àwọn àpẹẹrẹ NWP kò le ṣe àfarawé gbogbo àwọn ìlànà afẹ́fẹ́ ní tààrà. Àwọn ìlànà kékeré bíi ìṣẹ̀dá àwọsánmà, ìrúkèrúdò, àti ìtànṣán gbọ́dọ̀ jẹ́ àfihàn nípa lílo parameterization: àwọn àfihàn mathematiki tí ó rọrùn tí ó ń ṣe àròpín àwọn ipa wọn lórí àwọn ìwọ̀n ńlá.
3. Àsọtẹ́lẹ̀ Ẹgbẹ́
Àwọn ètò ojú ọjọ́ máa ń rudurudu ní ara wọn, èyí tí ó túmọ̀ sí wípé àwọn àṣìṣe kékeré ní àwọn ipò àkọ́kọ́ lè fa ìyàtọ̀ ńlá nínú àsọtẹ́lẹ̀. Láti yanjú àìdánilójú yìí, àwọn onímọ̀ nípa ojú ọjọ́ máa ń lo àsọtẹ́lẹ̀ àpapọ̀, níbi tí a ti ń ṣe àwọn àgbéyẹ̀wò púpọ̀ pẹ̀lú àwọn ipò ìbẹ̀rẹ̀ tí ó yàtọ̀ díẹ̀.
3.1 Àwọn ọmọ ẹgbẹ́ ẹgbẹ́
Àwòrán kọ̀ọ̀kan, tàbí ẹ̀yà ara ẹgbẹ́, ló máa ń ṣe àsọtẹ́lẹ̀ ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀. Nípa ṣíṣàyẹ̀wò iye àwọn àbájáde, àwọn onímọ̀ nípa ojú ọjọ́ lè ṣe ìṣirò ìṣeeṣe àwọn ìṣẹ̀lẹ̀ ojú ọjọ́ tó yàtọ̀ síra, kí wọ́n lè rí bí ipò ọjọ́ iwájú ṣe lè rí.
3.2 Àsọtẹ́lẹ̀ ìṣeeṣe
A lo àwọn àsọtẹ́lẹ̀ àkójọpọ̀ láti ṣe àwọn àsọtẹ́lẹ̀ ìṣeeṣe dípò àwọn àsọtẹ́lẹ̀ tí a pinnu. Fún àpẹẹrẹ, dípò kí a sọ àsọtẹ́lẹ̀ 0.2 inches gangan ti òjò ní agbègbè kan pàtó, àpapọ̀ kan lè fi hàn pé 70% ti òjò èyíkéyìí yóò rọ̀ rárá, àti 30% ti ó ju 0.5 inches lọ. Ọ̀nà yìí ń ran lọ́wọ́ láti bá àwọn àsọtẹ́lẹ̀ àti ewu tí kò dájú sọ̀rọ̀ dáadáa.
4. Ìṣàfilọ́lẹ̀ Dátà
Àwọn àwòṣe NWP gbára lé àwọn ipò àkọ́kọ́ tó péye, èyí tí a rí láti inú ìwádìí àkíyèsí. Àwọn ọ̀nà ìṣàfilọ́lẹ̀ dátà ni a lò láti fi àwọn àkíyèsí àkókò gidi láti inú àwọn satẹ́láìtì, àwọn ibùdó ojú ọjọ́, àwọn bálúùnù, àti àwọn ohun èlò míràn sínú àwòṣe náà.
4.1 Àlẹ̀mọ́ Kalman
Ọ̀nà kan tí a gbà ń lo àlò ìṣàfilọ́lẹ̀ dátà ni àlò Kalman, èyí tí ó máa ń ṣe àtúnṣe sí àwọn ìṣirò àwòṣe nípa lílo àwọn dátà tuntun tí a ń ṣàkíyèsí. Nípa wíwọ̀n àwọn àìdánilójú nínú àwòṣe àti àwọn àkíyèsí, àlò Kalman mú kí àwọn ipò àkọ́kọ́ sunwọ̀n sí i, ó sì ń ran àwọn ènìyàn lọ́wọ́ láti ṣàtúnṣe àwọn ẹ̀tanú àwòṣe.
4.2 3D-Var àti 4D-Var
Àwọn ọ̀nà ìṣàfilọ́lẹ̀ ìwádìí onípele mẹ́ta (3D-Var) ń mú kí ìbáramu láàrín àwọn ìṣirò àwòṣe àti àwọn àkíyèsí sunwọ̀n síi nípa ṣíṣe àtúnṣe àwọn ipò àkọ́kọ́ ní àyè onípele mẹ́ta. Àwọn ọ̀nà onípele mẹ́rin (4D-Var) ń fa ọ̀nà yìí gùn síi bí àkókò ti ń lọ, èyí sì ń pèsè ìṣàfilọ́lẹ̀ ìwádìí tó péye àti tó lágbára.
5. Awọn italaya ati Awọn Itọsọna iwaju
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn àwòṣe NWP ti ṣe àwọn ìlọsíwájú pàtàkì, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn agbègbè ìdàgbàsókè àti ìpèníjà ṣì wà.
5.1 Ìpinnu Àwòṣe
Ṣíṣe àtúnṣe sí ààyè àti àkókò àwọn àwòṣe ojú ọjọ́ ń jẹ́ ohun pàtàkì. Àwọn àwòṣe gíga jùlọ lè gba àwọn kúlẹ̀kúlẹ̀ díẹ̀ nípa àwọn ètò ojú ọjọ́ bí ìjì líle àti ìjì líle ní agbègbè. Síbẹ̀síbẹ̀, ìbísí ìbéèrè ìṣirò ṣì jẹ́ ìpèníjà pàtàkì.
5.2 Ṣíṣe àfikún àwọn orísun dátà tuntun
Dídé àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tuntun tí a lè rí, bíi drones àti àwọn sensọ satẹlaiti onígbà púpọ̀, ń fúnni ní àǹfààní tuntun fún ìṣàkójọpọ̀ data. Ṣíṣe àkójọpọ̀ àwọn orísun data tuntun wọ̀nyí ní ọ̀nà tó dára sí àwọn àwòṣe yóò mú kí agbára àsọtẹ́lẹ̀ wọn pọ̀ sí i.
5.3 Ìyípadà ojú ọjọ́
Ìyípadà ojúọjọ́ máa ń mú àwọn ìṣòro tuntun wá nínú àsọtẹ́lẹ̀ ojúọjọ́. Àwọn àyípadà ìgbà pípẹ́ nínú àwọn ìlànà ojúọjọ́ lè ní ipa lórí ìṣedéédé àwọn àpẹẹrẹ ojúọjọ́ ìbílẹ̀, èyí sì máa ń mú kí àwọn àtúnṣe àti àtúnṣe máa wáyé nígbà gbogbo láti ṣe àkíyèsí àwọn ìyípadà ojúọjọ́ tó ń yípadà.
5.4 Ẹ̀kọ́ Ẹ̀rọ àti Ìmọ̀-ẹ̀rọ Alágbára-ìṣe
Láìpẹ́ yìí, ẹ̀kọ́ ẹ̀rọ àti ọgbọ́n àtọwọ́dá ti bẹ̀rẹ̀ sí í kópa nínú àsọtẹ́lẹ̀ ojú ọjọ́. Àwọn ọ̀nà wọ̀nyí lè ṣàfihàn àwọn ìlànà àti ìbáṣepọ̀ nínú ìwífún ojú ọjọ́ tí àwọn àwòṣe ìbílẹ̀ lè má rí, èyí sì ń fúnni ní àwọn ọ̀nà tuntun láti mú kí ìṣedéédé àsọtẹ́lẹ̀ sunwọ̀n síi.
ipari
Àwọn àwòṣe ìṣirò ló ń jẹ́ ìtìlẹ́yìn àsọtẹ́lẹ̀ ojúọjọ́ òde òní, wọ́n sì ń túmọ̀ àwọn ìṣòro tó wà nínú ìyípadà ojúọjọ́ sí àsọtẹ́lẹ̀ nọ́mbà. Nípasẹ̀ lílo àwọn àwòṣe NWP, àsọtẹ́lẹ̀ àpapọ̀, àti àwọn ọ̀nà ìṣàkójọpọ̀ dátà tó ti ní ìlọsíwájú, àwọn onímọ̀ nípa ojúọjọ́ lè pèsè àsọtẹ́lẹ̀ tó péye sí i. Bí agbára ìṣirò ṣe ń pọ̀ sí i tí àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tuntun sì ń yọjú, ìṣedéédé àti ìgbẹ́kẹ̀lé àsọtẹ́lẹ̀ ojúọjọ́ yóò máa bá a lọ láti dára sí i, èyí tí yóò fún àwùjọ ní àǹfààní tó ṣe pàtàkì.
