从气旋和反气旋谈正、负阻尼

刘式达 刘式适 付遵涛



从气旋和反气旋谈正、负阻尼

刘式达 刘式适 付遵涛

北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海—气实验室，北京100871

在定常条件下，利用简化的大气运动控制方程，分析了气旋与反气旋的基本特征。在此基础上，利用常微分方程的定性分析与求解，获得了气旋和反气旋轨道的解析解。接合气旋与反气旋的基本特征，论证了正负阻尼在气旋和反气旋运动中具体体现，并从物理机理上说明产生气旋和反气旋运动中正负阻尼的差异在于水平辐合在低层的不同。

正阻尼 负阻尼 气旋 反气旋 轨道

1 引言

很多人往往把阻尼、耗散的概念和摩擦力联系在一起，实际上，这是两个不同的概念。力学上是说，当相互接触的物体做相对运动时，它们之间就有摩擦力，它的大小和速度成正比，但方向相反（赵凯华，罗蔚茵，1995），即

其中＞0称为摩擦系数，是速度向量。

而阻尼和耗散这两个概念通常是与系统联系在一起的。例如流体力学中的不可压缩流体的质量守恒定律（也称作连续方程）可以表示为（Milne- Thomson，1960）

速度散度div的物理意义是单位体积的体积流量。方程（1）就表示单位时间流出去的体积等于流进来的体积，因而就说该系统是守恒系统。

但是若单位时间内流出去的少流进来的多，那么该系统中间就要有一部分流体被耗散掉了，此时

div＜0, （3）

那么就称该系统是耗散系统或阻尼系统（Ott，1993，Arnold et al., 1983）。

但是，若流出去的多，流进来的少，此时速度散度

div＞0. （4）

那么该系统称为什么呢？……