地磁场的遥感及其在气候预测中的应用

观测表明地磁场线紧密跟随大气环流型，且地磁场变化是气候变化的先兆。所观测到的全球地磁场与对流层天气型之间的密切关系其确切机制尚不清楚。本文提出了大气涡旋动力学的统一理论，表明全球地磁场、大气电场和天气系统是一个半永久的尺度不变分层大气涡旋连续体的表现。推导了定量方程以表明完整的大气涡旋连续体作为一个统一整体存在，并起源于行星表面摩擦湍流提供的浮力能量供应。大涡通过普适的周期倍化走向混沌的路线从湍流尺度生长。湍流涡被大涡包络向上携带，垂直混合由湍流涡涨落产生，导致高层负空间电荷向下传输，同时低层正空间电荷向上传输。因此涡旋环流产生大尺度垂直气溶胶电流，其符号和大小足以产生地磁场的水平分量。因而大气环流型在地磁场线上留下特征，其全球变化可由星载传感器轻易监测，从而辅助天气与气候预测。