【大氣中的對流和結構】錢維宏沈樹勤著氣象.pdf

大气中的对流和结构钱维宏沈树勤著气出版社

前言系统与外界环境交换物质和能量的过程中,通过能量耗散和系统内部的非线性动力学机制来形成和维持的宏观时空有序结构,称为“耗散结构”。大气中的耗散结构,大的如极涡、副热带高压、阻塞高压,小的如低涡、台风、龙卷风等。有时,我们也把它们称为大气耗散结构系统。大气作为一种流体,具有耗散的特性,因此,大气耗散结构的形成和维持就需要不断有动量或能量的输入.大气中的对流随处可见,积云就是大气对流运动在潮湿大气中的表现,晴空瑞流也是大气对流运动.台风被看作为大气中的耗散结构,台风中螺旋云带被看作为对流运动的结果。

动了人们对非线性问题的认识。混沌理论是揭示系统内部的非线性动力学特征的,耗散结构理论是揭示系统热力学状态演化特征的,前者可以用于分析系统内部的细致结构(轨迹),后者可以用于分析系统的宏观状态。随着这些理论研究的深化,现在人们又把混沌理论称为混沌动力学或非线性动力学,把耗散结构理论称为非平衡态热力学.对预报员来说,最关切的当然是大气未来时刻的宏观状态了。如果大气内部的细微结构也清楚了,大气的宏观状态就更明白了。大气的运动过程中充满了混沌和非线性,大气又处处没有达到热力学平衡状态。