关于大气密度的两个猜想

2008.1.12

张学文

“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10⁵-10¹⁰块），用ρ_i表示每块空气的密度（i=1，2…k），计算这些ρ_i的如下几何平均值ρ

（公式省略）

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ρ到ρ+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，例如它符合统计学里的GAMMA分布

（因为公式不好表示这里省略了）

M代表地球大气总质量，对于各种ρ值n和β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