本文说明:本文用大气非线性拓朴结构下动力方程式的渐近解性质来解释气候变迁及天气异常现象。虽然它对气象工作的人有参考价值,但是对于其他人来说只要知道近期由于人类本身原因造成大量能量释放给大气,使得整个地球上许多地区的气候与天气会产生各种异常的现象。
本文只是学术刊物上的摘录部分。提请大家要认识到旱时特旱涝时突涝等超常的天气现象是在天气变化的主要特径。
大气附着于地球表面上,与地球一起旋转的非线性介质。它的运动变化受其自身尺度、太阳辐射、地 球自转、地表不均匀及摩擦等基本因子控制。它的大尺度运动变化系统蕴含着各种不同的中小尺度运动变化系统;各种不同中小尺度运动变化系统依附于大尺度运动变化系统之中,它们兼融并包于一整,相互影响,相互作用,相互联动,相互制约,同时产生各种各样在其不同尺度范围内的天气现象。大气科学研究中我们知道作用与影响大气运动变化的因子很多,而且它们都是非线性的。为深入研究大气运动变化规律通常是从大气的原始动力学方程与热力学等方程等出发,根据研究系统的特征进行相应假设与简化,最后建立各种不同物理量的综合性动力方程式。这些动力方程式有线性的也有非线性的涡度、散度、角动量、位势、势函数等内容与形式。正是因为人们假设不同,方法不一,重点各异,得出的某种物理量的综合动力方程式会有全微分的,也有偏微分的;有线性的,也有非线性的;有齐次的,也有非齐次的。但不管它们的形式如何变化,这种某种物理量的综合动力方程式总可以归结为五个部分,即“加速度项”(惯性项),“阻尼力项”、“恢复力项”、“外作用力项”和“初始条件及边界条件”。这种某种物理量的综合动力方程式就是大气非线性拓朴结构下的动力方程范式,是开放式大气混沌巨系统的表达式。
我们知道:非线性拓朴结构下的动力方程式解的性质,目前只能在某种假设下才有一些渐近解。而且这些不多的解的性质也仅仅知道是通过叠合原理求得的。若“方程式”引入波动或振动函数进行叠合,在线性情况下其解具有等时性,波动或振动决定于“阻尼力项”、“恢复力项”、“外作用力项”与“初始边界条件”;在弱非线性的情况下其渐近解中零级近似与线性时一致,但是一级以上的渐近解,由于解中含有时间分量,随着时间增长,波动或振动的等时性将破坏,非线性累积作用越来越明显,波动或振动具有明显后效性,波动或振动不再取决“阻尼力项”与“恢复力项”,“外作用力项”、“初始条件与边界条件”,叠合求解办法不再适合。这些特性说明在非线性的大气运动变化系统中的各种波动或振动可以相互影响、相互促进、相互激荡、相互制约;各种频率的波动或振动可以自身不断衍生出来;某种频率波动或振动可以通过它自身或其他波动或振动的幅度、频率、位相要素进行相互影响,相互转化,相互衍生,相互制约;某种频率波动或振动既可以从低频率演变而来,也可以由高频向低频变化而生;大气运动变化的这种自组织性使得某种频率波动或振动既可看成自身或者本身“固有频率波动或振动”,又可看成是外干扰频率波动或振动。
众所周知,气候是地球上某一地区多年间大气运动变化的一般状态,它既反映了该地区的平均,也反映它的极端,是多年各种天气过程的综合体现。或者说是一个地区的气候是过去一段时期内的天气总和。全球性气候由全球各地区的气候所组成。各种天气现象的出现是某一地区不同尺度的大气运动系统产生、发育与消失过程的必然产物。
我们如果引用了‘非线性振动的渐近求解理论’、‘非线性泛函分析中函数代入函数定理’、‘概周期函数性质’、‘“非线性泛函分析”中线性泛函是非线性泛函的一小部分原理’,就可以大致了解大气非线性拓朴结构下的动力方程式的渐近解部分性质理解气候变迁与异常天气现象的动力学的机理。
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