Modelo de atmósfera

Estoy trabajando en un proyecto en el que debería simular el vuelo de un planeador. El objetivo es crear planeadores que busquen regiones con vientos fuertes utilizando algoritmos de evolución. Eso no debería ser problema.

Lo que tengo problema es cómo simular la atmósfera con viento y temperatura. He leído que los simuladores meteorológicos dividen el espacio en una matriz 3D y calculan la temperatura, la presión y la velocidad del viento para cada celda.

matriz

¿Cuál sería el modelo de atmósfera más simple que podría usar usando una matriz 3D? Proporcione ecuaciones y ejemplos sobre cómo calcular.

simulación de viento
Algo como esto http://hint.fm/wind/ pero en 3D sería perfecto, pero podría ser más simple. Pensé que las temperaturas de mantenimiento de la matriz y las diferencias en las celdas adyacentes me darían un vector con la dirección y la velocidad del viento, pero no estoy seguro de si eso funcionaría y si no es demasiado fácil para mi simulación.

¿Supongo que necesita pronósticos de mesoescala? ¿Por qué estás tratando de hacer tu propio modelo? Esto llevará meses y años. Algunos resultados del modelo se pueden obtener de forma gratuita (por ejemplo, GFS). Utilice esos datos para alimentar el software de su planeador.

Respuestas (2)

La NASA ha creado un modelo atmosférico que debería hacer exactamente lo que quieres. Se llama EarthGRAM .

Le permite ingresar un historial de tiempo de coordenadas (latitud, longitud, altitud) y generará una velocidad, densidad y temperatura del viento en 3D para cada coordenada. Los valores exactos de cada salida se generan aleatoriamente, pero con distribuciones estadísticas basadas en datos históricos medidos.

Lamentablemente, la exportación está controlada, por lo que deberá ser ciudadano estadounidense o residente permanente para obtener una copia.

Eche un vistazo al artículo de wikipedia sobre simulación meteorológica numérica y física atmosférica

En general, las simulaciones implican modelos complicados y necesitan ajustes y compensaciones de errores.

Aunque la idea es simple. Comience con modelos simples del clima (vea, por ejemplo, las ecuaciones de Lorenz )

Algunas referencias:

  1. http://www.slideshare.net/yotings/simulating-weather-numerical-weather-prediction-as-computational-simulation

  2. http://www.meteo.unican.es/en/research/climate_models

  3. http://www.eolss.net/sample-chapters/c02/e6-03a-04-03.pdf

En general, no existen modelos estándar para modelar y predecir el clima, algunos son mejores aproximaciones o más rápidos o más adecuados para una aplicación específica.

Espero que esto sea útil

ACTUALIZAR:

Si solo se necesita el viento y la temperatura, se deben usar las ecuaciones de la dinámica de fluidos (por ejemplo, Navier-Stokes ) y las ecuaciones de estado termodinámicas para la temperatura.