大氣物理與技術規格

Atmospheric Physics & Technical Specifications

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%。

Radar Data

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