Отправить статью по E-mail Облака и теория турбулентности: самоподобие, показатель фрактала 4/3 и инварианты
- Авторы: Голицын Г.С.1, Чхетиани О.Г.1, Вазаева Н.В.1,2
-
Учреждения:
- Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
- МГТУ им. Н.Э. Баумана
- Выпуск: Том 59, № 2 (2023)
- Страницы: 242-244
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0002-3515/article/view/136928
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0002351523020025
- EDN: https://elibrary.ru/HNMBQJ
- ID: 136928
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
В 1982 году Ш. Лавджой опубликовал иллюстрацию к предложению Б. Мандельброта о том, как охарактеризовать отношение площади к периметру для сложных плоских форм. Было обнаружено, что показатель степени такого фрактала для определяемых спутниками и радарами дождевых облаков составляет 1.35, что близко к 4/3. Позднее оказалось, что такой же показатель степени характерен и для серебристых облаков. Такое значение может быть связано с классической теорией турбулентности 1941 года. Выявлена роль предфрактальных множителей, образующих пару особенных инвариантов для облачных полей и безразмерные числа самоподобия для облачных полей размеров \(1 - {{10}^{6}}\,\,{\text{{к}}}{{{\text{{м}}}}^{2}}.\)
Ключевые слова
Об авторах
Г. С. Голицын
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: gsg@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., 3
О. Г. Чхетиани
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: ochkheti@gmail.com
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., 3
Н. В. Вазаева
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН; МГТУ им. Н.Э. Баумана
Автор, ответственный за переписку.
Email: vazaevanv@ifaran.ru
Россия, 119017, Москва, Пыжевский пер., 3; Россия, 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, стр. 1
Список литературы
- Голицын Г.С. Вероятностная структура макромира: землетресения, ураганы, наводнения… М. – Физматлит, Москва, 2021. 176 с.
- Guillaume A., Kahn B.H., Yue Q., Fetzer E.J., Wong S., Manipon G.J., Hua H., Wilson B.D. Horizontal and vertical scaling of cloud geometry inferred from CloudSat data. // J. Atmos. Sci. 2018. V. 75(7). P. 2187–2197. https://doi.org/10.1175/JAS-D-17-0111.1
- Kolmogorov A.N. Zufallige Bewegungen. // Ann. Math. 1934. V. 35. P. 116–117. https://doi.org/10.2307/1968123
- Lovejoy S. Area-perimeter relation for rain and cloud areas // Science. 1982. V. 216(4542). P. 185–187. https://doi.org/10.1126/science.216.4542.185
- Mandelbrot B. Fractals, Form, Chance and Dimension. W.H. Freeman and Co., San Francisco, 1977. 352 p.
- Monin A.S., Yaglom A.M. Statistical Hydromechanics. V. 2. MIT Press, Cambridge, MA, 1975. 882 p.
- Obukhov A.M. Description of turbulence in terms of Lagrangian variables. // Adv. Geophys. 1959. V. 6. P. 113–115. https://doi.org/10.1016/s0065-2687(08)60098-9
- Oort A.H. On estimates of the atmospheric energy cycle. // Mon. Weather Rev. 1964. V. 92(11). P. 483–493. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1964)092<0483: OEOTAE>2.3.CO;2
- von Savigny C., Brinkhoff L.A., Bailey S.M., Randall C.E., Russell III J.M. First determination of the fractal perimeter dimension of noctilucent clouds. // Geophysical Research Letters. 2011. V. 38(2). https://doi.org/10.1029/2010GL045834
- Wood R., Field P.R. The distribution of cloud horizontal sizes // J. Climate. 2011. V. 24(18). P. 4800–4816. https://doi.org/10.1175/2011JCLI4056.1
