استخدام الرياضيات لمساعدة الطائرات في قياس الرياح

قياس الطقس

الحصول على مدخلات للتنبؤات جوية بمساعدة الرياضيات

الحديث عن الطقس هو هاجس البريطاني، وجود توقعات الطقس بدقة أمر حيوي ليس فقط لعامة الناس ولكن أيضا للشركات الذين قد يحتاجون إلى اتخاذ قرارات مهمة مثل إلغاء القطارات القادمة من الرياح العاتية المتوقعة.

وقد استخدم الباحثون في مكتب الأرصاد الجوية في الآونة الأخيرة الرياضيات لتحسين الطريقة التي قياسات الطقس ويمكن إجراء. القياسات أكثر دقة لديك من حالة الطقس اليوم، يمكن أن أفضل نموذج الخاص بك سيكون في التنبؤ بالطقس في المستقبل.

حاليا، طائرات تنقل عدد كبير من القياسات بينما في فلوريدا آيت - للأسف أنهم ليسوا بالضرورة ما الارصاد الجوية التي تبحث عنها. هذا هو المكان الذي يستخدم الرياضيات لتحويل هذه المعلومات إلى قياسات الطقس التي المتنبئين تحتاج بالفعل. يعني هذا البحث الجديد أن الطائرات يمكن أن توفر الآن مصدر هائل من المعلومات الطقس منخفضة التكلفة.

قياس الرياح

بينما في التقرير معلومات طائرات آيت فلوريدا إعطاء ناقل حركة الهواء من  التي تمثل حركة الطائرات عن طريق الهواء، فضلا عن ناقل حركة الأرض →G الذي يمثل حركة الطائرات في جميع أنحاء الأرض.ا→$\stackrel{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">\to </span></span>}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">ا</span></span>}}$G→$\stackrel{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">\to </span></span>}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">G</span></span>}}$

متجه الرياح يمكن الآن العثور باستخدام المعادلة التالية:ث→$\stackrel{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">\to </span></span>}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">ث</span></span>}}$

-→Aث→= G→$\stackrel{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">\to </span></span>}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">ث</span></span>}}<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">=</span></span>\stackrel{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">\to </span></span>}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">G</span></span>}}$ا→$\stackrel{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">\to </span></span>}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">ا</span></span>}}$

متجه الرياح يسمح المتنبئين لمعرفة سرعة واتجاه الريح في مكان الطائرة. سرعة الرياح واتجاهها مهمة في التنبؤ بالأحوال الجوية لأنها كثيرا ما يمكن استخدامها للتنبؤ التغيرات في الطقس مثل هذا النهج من منطقة الضغط المنخفض.

قياس درجة الحرارة
الطائرات بث أيضا سرعة الطيران الخاصة بهم الحقيقية وما يعرف عدد ماخ بينما في فلوريدا آيت. (A عدد ماخ هي سرعة الهواء مقسوما على سرعة المحلية الصوت وهي وظيفة من درجة الحرارة.) هذه القطع اثنين من المعلومات التي يمكن استخدامها لحساب درجة حرارة الهواء:

تي= ( الخامس38.975 M)2$\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">تي</span></span>}<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">=</span></span><span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">(</span></span>\frac{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">الخامس</span></span>}}{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">38،975</span></span>}\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">M</span></span>}}{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">)</span></span>}^{\mathrm{<span\; style="transition:\; none;"><span\; style="transition:\; none;">2</span></span>}}$

درجة الحرارة T = الهواء في كلفن، ت = السرعة الجوية الحقيقية للطائرات في عقدة، M = ماخ عدد
هذان معادلات بسيطة تسمح خبراء الارصاد الجوية أن تأخذ المعلومات غير صالحة للاستعمال نسبيا من الطائرات الحالية وتحويلها إلى بيانات الأرصاد الجوية قيمة، وتحسين دقة التنبؤات و تجنب الحاجة إلى بناء مرافق جديدة مكلفة قياس الطقس.