大氣科學(xué)中的非線性與復(fù)雜性

內(nèi)容概要

本書圍繞著天氣和氣候何以會(huì)永不重復(fù)地發(fā)展變化，呈現(xiàn)化出劇烈的突變與相對(duì)的靜止的問(wèn)題，闡述人們對(duì)大氣中非線性相互作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程和現(xiàn)有成就。本書共分六章。介紹了大氣科學(xué)中四種研究方法：觀測(cè)研究，動(dòng)力學(xué)理論研究，實(shí)驗(yàn)室模擬和數(shù)值模擬的由來(lái)和發(fā)展，各自的長(zhǎng)處和短處，彼此如何取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互配合的情況。深入闡述了“混沌”意味著什么，它是怎樣被義識(shí)的。從哲學(xué)的視角上討論了天氣和氣候的可預(yù)報(bào)和不可預(yù)報(bào)問(wèn)題。還論述了非線性大氣動(dòng)力學(xué)的成就和面臨的若干問(wèn)題。在論述中重在弘揚(yáng)科學(xué)精神，提倡科學(xué)方法。    本書可供對(duì)大氣科學(xué)感興趣的大專院校師生、科技人員和大專以上文化水平的讀者閱讀。也是一本有關(guān)專業(yè)的研究生教學(xué)參考書。

書籍目錄

一、萬(wàn)物皆流、萬(wàn)物常駐——大氣、海洋現(xiàn)象變化的非周期性 1 地球的外部環(huán)境 2 永中停息，永不重復(fù) 3 變化的復(fù)雜性 4 描述大自然的幾何模型 5 一個(gè)重要的概念 6 大氣科學(xué)的突破口 7 乘勝發(fā)展向兩端延伸 8 靜態(tài)是相對(duì)的，動(dòng)態(tài)是絕對(duì)的二、由定性描述到定量驗(yàn)證——內(nèi)在變化規(guī)律的探討 1 歐洲誕生的近代自然科學(xué) 2 異中之同和同中之異 3 研究平衡附近的小變化 4 與非線性的純數(shù)學(xué)困難拼搏 5 借助幾何直觀的理論探討三、求助于生動(dòng)的直觀啟示——來(lái)自流體實(shí)驗(yàn)的聲音 1 呼喚實(shí)驗(yàn)研究 2 流體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究模擬什么 3 真實(shí)而簡(jiǎn)單的范例 4 帶有普遍性的特征 5 令人深思的問(wèn)題四、“混沌”首例——非周期的“穩(wěn)態(tài)”現(xiàn)象 1 洛倫茲的新發(fā)現(xiàn) 2 面包師變換 3 鰍魚鉆豆腐和蘭州牛肉拉面 4 千層餅 5 蝴蝶效應(yīng)五、可預(yù)報(bào)和不可預(yù)報(bào)——對(duì)初值敏感的確定論系統(tǒng) 1 確定論的500萬(wàn)個(gè)變量的動(dòng)力系統(tǒng) 2 動(dòng)力方程組解的統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào) 3 差以毫厘，失之千里 4 天無(wú)絕人之路 5 新概念 6 兩種對(duì)立的觀點(diǎn)六、大自然演變的影響——非線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論 1 奇妙的相空間 2 系統(tǒng)變化的圖像顯示 3 運(yùn)動(dòng)中的平衡和平衡中的運(yùn)動(dòng) 4 個(gè)別的運(yùn)動(dòng)趨向于平衡 5 總的運(yùn)動(dòng)破壞個(gè)別的平衡 6 兩條腿走路參考書目

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