1
\ begingroup美元

我想计算(估计)给定时间、地点和高度的空气温度。

我只有20°C的气压。该公式基于NTP (Normal Temperature and Pressure)来计算压力。

=101325*(1 - 2,25577*10^-5*h)^5,25588

h为高度,单位为米,结果为帕斯卡。

我预计,计算温度的公式将取决于太阳的位置,甚至太阳辐射。我知道计算太阳位置或太阳辐射的公式很复杂,但也许有源代码/程序可以做到这一点?所以我可以用这样的程序来计算我需要什么?我在SourceForge上找到了SolTrack (C/ c++),它可以计算各种数据,如上升时间,凌日时间,方位角,高度,黄道经度,纬度,赤经,赤纬……但是我不能用这些结果来计算温度。

计算目的

我想使用游戏的计算,为地图生成空气温度。游戏不是模拟器,它只是游戏。所以我需要在地图中添加一些值,这样当飞机飞行时,它就可以接受一些温度变化。这些值在地形、山脉和丘陵附近很重要。我不需要把风计算在内。

太阳辐射的计算到目前为止,我发现的是用Visual Basic编写的太阳辐射计算-它是xls表(Excel)ecy.wa.gov /程序/ eap /模型/ solrad.zip.我加了20°C的压力。当然这个问题没有解决因为我假设温度和压强随着时间变化。所以我需要改进公式来计算给定位置、时间和海拔的压力。

附加信息:
现场数据和时间信息:
十进制纬度(北半球为正数)
经度(十进制)(西半球为负)
地面标高(m)
相对于GMT/UTC的小时时区(PST= -8, MST= -7, CST= -6, EST= -5)
夏时制(否= 0,是= 1)
计算太阳位置和辐射的开始日期开始时间
时间步长(小时):
计算太阳位置和辐射的天数
鸟类模型参数:
大气压(mb,海平面= 1013)
大气臭氧厚度(厘米,典型为0.05 - 0.4厘米)
大气水汽厚度(厘米,典型0.01 - 6.5厘米)
气溶胶光学深度在500纳米(典型0.02至0.5)
气溶胶光学深度380 nm(典型0.1至0.5)
入射辐射的正向散射(典型0.85)
地表反照率(典型的陆地为0.2,植被为0.25,雪为0.9)
胸罩型号参数:
布拉斯大气浑浊度因子(2=晴朗,5=雾霾,默认= 2)
Ryan-Stolzenbach模型参数
Ryan-Stolzenbach大气透射因子(0.70-0.91,默认0.8)
云衰减参数:
云校正系数(默认为0.65)
云调整指数(默认2)
云层覆盖度(0-1)

\ endgroup美元
5
  • \ begingroup美元 你需要在时间里加上“一年中的哪一天”。 \ endgroup美元
    - - - - - -f.thorpe
    2017年7月22日0:31
  • \ begingroup美元 我指的是时间的一般定义,包括日/月/年小时:分钟;在xls中,有一个函数可以将日/月/年小时:分钟转换为儒略日。 \ endgroup美元
    - - - - - -user1141649
    2017年7月22日1:19
  • \ begingroup美元 你可以尝试用地球的历史数据做一些曲线拟合,但我不认为你会发现什么特别有用的东西——除了风(你想忽略它),还有云层和降水会影响温度。 \ endgroup美元
    - - - - - -user967
    2017年7月22日4:21
  • \ begingroup美元 巴里·卡特:好主意。我一开始就想以晴空万里来计算。但是我从哪里可以得到地球和温度的历史数据呢?这样的数据库会非常大。我不是游戏创造者,但我建议游戏创造者做出改变。因此,我能投资的资源是有限的。 \ endgroup美元
    - - - - - -user1141649
    2017年7月22日9:46
  • \ begingroup美元 opendata.stackexchange.com/questions/10154/..。有许多免费的天气数据来源,但要在上面运行曲线拟合软件需要一些时间和精力。而且,尽管数据是免费的,但它相当大,占用了一些存储空间。其他人可能已经在上面运行了曲线拟合软件,所以谷歌一下可能会有所帮助(尽管我也对此感兴趣,但没有找到任何东西,所以可能没有)。 \ endgroup美元
    - - - - - -user967
    2017年7月22日13:26

2答案2

1
\ begingroup美元

你寻找的答案并不存在。没有可能有用的简单公式。基于太阳辐射得出温度也是不现实的,因为系统有非常大的延迟和复杂的相互作用,所以你最终会写出一个成熟的天气模型。这似乎超出了你的意图范围。

你需要问的问题是哪些影响与你相关,以及你希望你的模型有多准确。另外,你们需要多少数量?答案会影响你的行动。既然你提到了飞行的飞机,你可能想要一个给定位置上空大气温度的垂直剖面。此外,您需要包括以下哪些效果:

  • 日夜变化
  • 云,雨
  • 温度反演
  • 不同地形的影响(例如海洋和陆地)
  • 地理位置差异很大
  • 可能还有其他事情

一个好的起点是标准大气压(c.f.)。https://en.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Atmosphere).另一种方法是找到与您感兴趣的位置足够相似的真实位置,并提供测量。这些可能适合你的情况。

一个简单的方法可能是将不同气候带和季节的基本温度和高度制成表格,然后将大气递减率(每公里高度-6.5K)应用于这些值。

最后,我不知道你需要这些信息做什么。但是要注意,对于许多热力学目的,你所做的误差不会那么大,因为即使是20-30K的误差,在绝对温度下也只是10%左右的误差。所以一定要评估你的精度要求。

\ endgroup美元
4
  • \ begingroup美元 我用NTP - Normal Temperature and Pressure计算了20°C的压力,但是当温度变化时,我不知道如何纠正。 \ endgroup美元
    - - - - - -user1141649
    2017年7月22日10:44
  • 1
    \ begingroup美元 别太麻烦了。压力随海拔高度的变化受温度的影响不大。你可以看看气压公式 \ endgroup美元
    - - - - - -Christoph
    2017年7月22日10:50
  • \ begingroup美元 谢谢你!这是一把好钥匙。术语标准“温度下降率”对我来说是新的,它似乎是一个线索。维基百科:当空气中含有少量水时,这种递减率被称为干绝热递减率:温度下降率为9.8°C/km(5.38°F / 1000英尺)(3.0°C/ 1000英尺)。相反的情况发生在下沉的空气中。”资料来源:丹尼尔森,莱文和艾布拉姆斯,气象学,麦格劳希尔,2003年 \ endgroup美元
    - - - - - -user1141649
    2017年7月22日12:15
  • 2
    \ begingroup美元 递减率是温度随高度下降的速率。在平均条件下,它不会比9.8K/km那么极端。标准大气压应该能给你提供像样的数值(尽管如果你假设递减率为0,气压公式就足够好用了)。 \ endgroup美元
    - - - - - -Christoph
    2017年7月22日12:47
0
\ begingroup美元

同意Christoph的观点,你所寻求的模式并不存在。当我在研究生院的时候,我编写了一个模型,可以根据太阳辐射加上大量的因素,包括当前的空气温度,表面的坡度和方向,植被的遮阳量,以前的夜间低温,以及一些本质上不可知的数量,如土壤的热导率,来计算表面温度。如果我没记错的话,大概有十几个输入。该模型与观测结果吻合得很好,但不是你在游戏中要求的气候或天气模型。

\ endgroup美元
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