【大氣熱力動力學導論】胡隱樵著地質.pdf

国家自然科学基金研究专著 NATIONALNATURALSCIENCFCNATIONOFCH 大气热力动力学导论一—大气非平衡态线性和非线性热力学胡隐樵著北京

院1 2002年3月2日于北京丑纪花序上世纪末对非线性现象的研究已引起人们的广泛关注。任何大气动力过程或热力过程,本质上都属于非线性过程。大气非线性动力过程和非线性热力过程已经成为当代大气科学研究的最前沿领域。时至今日,虽然大气非线性动力学研究已有重要进展,但非线性热力学研究却进展甚微,远落后于非线性动力学研究。为究其原因,作者深入分析了大气系统的基本物理特征和非平衡态热力学对大气系统的适用性问题。Prigogine等为代表发展起来的非平衡态线性热力学和非平衡态非线性热力学、所研究的热力系统是以分子为基本粒子的宏观系统.其耗散过程是分子粘性效应.未考虑大气系统的基本物理特征。

I川1 前理本质,并导出超熵在大气系统中的表达式,以及大气非线性系统定态的Lyapounov稳定性判据。该章是全书的核心内容。第7章利用大气动力学方程组算子的泛函性质,证明了大气强迫耗散动力系统相空间广义能量极小值原理,并且证明了:大气动力系统广义能量极小值的状态是一个强迫耗散动力系统定常的终态.大气动力系统广义能量极小值的状态也正好是大气热力系统产生极小值状态。这种状态也就是强迫耗散系统动力强迫同热力耗散相互达到动态平衡的状态,或者说是一个系统不可逆过程最弱的状态。最后研究了大气系统非线性动力学的基本结论及其同大气系统非线性热力学的关系。