气象学应当带头使用2维，3维时间概念...

张学文

气象学应当带头使用2维，3维时间概念...

张学文，2024 12 11 16 02

时间是个大家都理解的概念。物理学规定的7个基本物理量中就包括时间。它以秒为单位，而且认为时间是没有上限的。这导致人们都认可时间是1维的没有上限的线性变量。而现在物理学与其他科学给出过无数的含义时间的公式，其中的时间都是一维变量。

但是

但是无论是年历上的时间，还是手机首页上关于时间的定量表达，却不是用一个数就完整地表达了时间的数量值。它们要用好几个数去分别说明现在是哪年，那月，那日，几时，几分，以致几秒！

注意，一个物理量如果需要用不止一个数去表达，我们认为它是个矢量。例如现在的偏西风是3米/秒，偏北风是4米/秒，我们就认为风是个需要两个独立的数值才能表达的矢量。

于是问题来了

我们同时用年月日表达时间，难道不是在说明时间也具有“矢量”的含义？！

我们用多个数值表达当前的时间，是我们的物理学不及格？或者是天文学的错误，还是人类的高明？

我觉得我们应当承认我们现在对时间的表达方法（用多个独立的数表示一个时间节点），不仅是科学的，而且是相当实用的，也是全世界通用的。

我分析，我们地球人之所以用多个数值去表达一个时间节点是由于地球的每天自转一圈以及地球每年公转一圈相联系的。地球的这种旋转导致了春夏秋冬，白天与黑夜的鲜明存在。于是自转一圈、公转一圈变成了地球人表达时间的两个自然轮回与单位。这导致我们对时间用世纪、年、日去分别度量（表达）都是应当的，可以的，合理的。

现在，说到这里我们插一个问题：你见过科学界家用2维时间或者三维时间去分析问题吗？

估计大家的回答是：在科学领域时间历来仅是做一维线性变量处理。

但是，根据上面的分析不能看出：我们不妨把时间看作是2维自变量来分析事物：这样2元时间概念就登上了科学舞台！

有例子吗？

请看我过去的一个博客  https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-570684.html  就是一个例子：该博客给的2元时间下的太阳高度角的表见后。该统计表对应一个横坐标与纵坐标都是时间的太阳高度的分布情况它可以绘为2维时间下的太阳高度的等值线图。

结论：科学工作者者要敢于开展2维时间视野下的科学规律的探索。气候学、气象学应当带头使用2维，3维时间概念...探索气候规律！

下面的表给出不同小时白天月份北京的太阳高度角的值

表中的时间是地方时。地方时与北京时间差是15个经度1小时。因为格式问题，表没有给出，请参考

https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1463879.html

清宵逝水

数据维度不要和物理维度混淆，数据想处理成几维的都可以，但是物理上，只要还在物理学的框架下分析气象学，那么时间显然只能是一个独立变量，时分秒并没有单独存在的意义，何来多维之说，时分秒仅仅是在时间序列的多个子序列，并不能作为物理上的独立维度

张学文

我的意思是：我们需要敢于开发有2维时间的气象公式

梨花香

有个理论叫多时间尺度展开，渐进分析里的，物理海洋学里面用的比较多，建议去学学

笺疏

你应该没咋用过格点资料，格点资料可以使用任何维度的时间来进行表达。建议加强学习。

张学文

同一时间的格点资料经常是2维空间中的变量体现而不是2维时间中的气象情况。
各年各月的某地气象变量数据应当是2维时间的资料或者是体现了2元时间函数。
两个坐标分别是月份，小时中间是气温数据，也是我认为的2维时间的一个函数--气象变量的数值是2维时间的函数。这种例子不少，但是人们没有理解这实际上把时间做2维变量处理了。而物理学从不提这样认识时间！

hazuki91

张学文 发表于 2024-12-14 17:13
同一时间的格点资料经常是2维空间中的变量体现而不是2维时间中的气象情况。
各年各月的某地气象变量数据应 ...

现在用的时间至少都是二维的，hourly数据两个维度一般是hour和day of year，monthly数据一般是month/season of year和year，只不过平时研究夏季XX变化、冬季XX变化就把其中一维固定了。如果搞个功率谱分析，多少个维度的时间都能分出来

张学文

气象资料实际上是把时间做2维变量处理了。但是气象学从来没有承认时间是2维的，或者三维的，我就是提醒应当有这个理论认识。而物理学从来不提时间是多维的。理论气象中的时间仅是1维的。

威武霸气的潘潘

时间在计算机里面就是一个数字啊 是时间戳