达沃斯、冒纳罗亚和伊萨纳大气气溶胶粒径分布的无标度普适谱
综合物理
2015-06-03 v2
摘要
大气流动表现出分形涨落和功率谱的幂律逆形式，表明自相似涨落存在涡旋连续体结构。作者发展的分形涨落一般系统理论基于如下简单直观概念：大涡旋通过所包围湍流涡旋的时空积分而形成，该概念类似于经典统计物理中的气体动理论。大气涡旋连续体的有序增长处于动力学平衡中，并与最大熵产生相关联。该模型预测分形涨落具有以黄金均值表示的普适（无标度）幂律逆形式。大气颗粒物悬浮在垂直风速的分形涨落中。均匀悬浮大气颗粒物的质量或半径（粒径）分布表示为黄金均值、总数浓度和平均体积半径的普适无标度函数。模型预测的谱与 AERONET（气溶胶反演）站点达沃斯和冒纳罗亚 2010 年以及伊萨纳 2009 年的日平均总平均半径粒径谱相吻合（在均值两侧两个标准差范围内）。气溶胶粒径分布的一般系统理论模型是无标度的，且直接源自大气涡旋动力学概念。目前，使用具有任意常数的对数正态分布等经验模型来对与气候变暖/变冷趋势相关的地球-大气辐射收支进行定量估计。普适气溶胶粒径谱将应用于气候模型中地球-大气系统辐射平衡的计算。
引用
@article{arxiv.1111.3132,
title = {Scale-free Universal Spectrum for Atmospheric Aerosol Size Distribution for Davos, Mauna Loa and Izana},
author = {A. M. Selvam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.3132},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 5 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1105.0172, arXiv:1005.1336, arXiv:0908.2321, arXiv:1002.3230, arXiv:0704.2114