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浓雾的突发性-自组织临界态突变
2007-12-03 02:12:14  作者:  来源:华东交通气象信息网  浏览次数:75  文字大小:【】【】【
 

在高速公路沿线设置自动气象监测站,使我们有可能对过去不甚了解的浓雾过程进行连续而有效的监测,累积的监测资料显示,浓雾的形成及消散不是缓慢变化的过程,是一种具有比较明显突变的天气现象。如下图中显示的20031113锡澄站的能见度变化曲线,05:05能见度1134 m05:15能见度251 m,仅10分钟能见度降幅达883 m;消散时,08:05能见度107 m08:20能见度1043 m15分钟能见度上升936 m。浓雾生消的突发性促使我们去寻找突变理论并探究引发突变的诱因。

1 20031113锡澄站能见度变化曲线

1987年开始,Bak 等提出了自组织临界态(Self-organised Criticality)的新理论,针对爆发现象进行了饶有成效的研究。他指出,对一些大而复杂的系统,不仅在强作用力下可能会发生突变,若系统处在临界态下,小的冲击就会引起连锁反应而导致突变。

为说明方便,引用气象观测中的一个例证,用干湿球温度表测湿在冬季观测时先要融冰,由于冰面和水面的饱和水汽压不同,在湿球温度示值0时,观测员在读数后还须判断湿球纱布是否已结冰,方法是用铅笔尖轻触纱布。若纱布上的H2O是过冷却水,常会发生笔尖轻触后湿球温度示值迅速升至0的现象,表明过冷却水因相变释放凝固潜热,使湿球温度示值升至三相点。

联想是人类思维的一个重要的途径,我们不难联想到空气湿度的饱和态也是一种临界态,在弱的诱发机制的触动下进行着由汽态向液态转变的自组织过程,浓雾的突发性与Bak的突变理论是吻合的。



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