核心技術模組
1. 納維-斯托克斯方程 (Navier-Stokes)
解析流體動量守恆與大氣流動的核心。我們透過高階數值方法求解非線性偏微分方程,模擬大氣在旋轉地球參考系下的動力演化。
\rho \left( \frac{\partial \mathbf{u}}{\partial t} + \mathbf{u} \cdot \nabla \mathbf{u} \right) = -\nabla p + \mu \nabla^2 \mathbf{u} + \mathbf{f}
註:$\mathbf{u}$ 為速度向量,$p$ 為壓力,$\rho$ 為密度,$\mu$ 為動力黏度,$\mathbf{f}$ 為外力項(如科氏力)。
2. 都卜勒雷達與降水估計
展示電磁波相移與降水強度之間的函數關係。透過雙偏振雷達參數($Z_{DR}$, $\Phi_{DP}$),我們能精確區分雨、雪、冰雹及非氣象回波。
降水強度估計 (Z-R Relationship):
Z = aR^b
其中 $Z$ 為雷達反射率因子,$R$ 為降水強度。Sky-Scan 採用動態調整係數模型,誤差率低於 8%。
3. 衛星輻射反演技術
解析如何從紅外與微波波段反推大氣溫溼度垂直廓線。利用普朗克定律與輻射傳輸方程,將衛星接收到的輻射亮度轉化為物理量。
技術數據表 (Technical Metrics)
| 參數名稱 | 物理定義 | 監測閾值 / 精度 |
|---|---|---|
| 對流有效位能 (CAPE) | 衡量大氣不穩定度與上升氣流強度 | 0 - 5000 J/kg (±10 J/kg) |
| 科氏力參數 (f) | 地球自轉對大規模氣流的偏向影響 | 2Ω sin φ (10⁻⁴ s⁻¹) |
| 相對濕度閾值 (RH) | 雲層形成與降水觸發的關鍵指標 | 0% - 100% (±2%) |
| 渦度 (Vorticity) | 氣旋與反氣旋旋轉強度的度量 | ζ = ∂v/∂x - ∂u/∂y |