关于大气密度的两个猜想

Two guesses about atmospheric density

张学文 (写于1999.3.8,公布于2008.1.12)

(新疆气象科学研究所,830002

 

科学史证明一种新假说或者猜想,无论事后肯定或否定都对科学的发展起促进作用[1]。下面提出两个猜想,欢迎验证。

猜想1

任一时刻全球大气密度的一个非线性函数值是守衡量


把同一时刻的全球大气分成质量相等的充分多的k块(如105-107 块),用ρi表示每块空气的密度(i=12…k),计算这些ρi的如下非线性函数值ρ

 

 

我们猜想任意连续的5天的各个ρ值的相对误差小于0.5% 。即在天气学意义下可以认为ρ是守衡量。

ρ值不变与大气质量守衡是两个独立的论断。从后者推不出前者。

猜想2

任一时刻全球大气中空气密度与它占有的质量服从同一个函数关系


全球大气中空气密变化很大,但其值界于ρρ+Δρ的空气的数量(质量)Δm应当与大气密度保持某种稳定的函数关系,例如: 

 

M代表地球大气总质量,对于各种ρnβ都是常数,且n>1, β>0

我们猜想此公式对任何时刻的全球大气都适用,即此函数关系有稳定性

说明

l         这两个猜想可以用全球的气象观测资料验证它们是否正确。

l         如果它们被证实,这两个猜想也可以作为约束用于数值天气预告业务,从而提高天气预告的质量。

 

参考文献

[1]贝弗里奇.科学研究的艺术.北京:科学出版社,1979,44-45