台风(蝴蝶扇动翅膀，真的能引发台风吗？)

蝴蝶效应的起源。

“蝴蝶效应”这个词经常出现在大大小小的媒体报纸上，用来描述一种由连锁反应引起的“混沌现象”，意思是在一个动态系统中，初始条件下的任何微小变化，最终都会带动整个系统产生长期的、巨大的、不可预测的连锁反应。

混沌理论最早是数学的一个分支，在20世纪80年代科学家研究天体运动的“三体问题”时提出。人们观察到，当行星运动的初始状态受到任何微小的“噪音”干扰时，经过简单数学公式的反复迭代，最终会得到一个巨大的变量，但这个变量起初是不可预测的，它有无数种变化的可能性，因此被称为“混沌”。

利用洛伦兹方程生成y变量，即使初始变量稍有变化，几秒钟后也会发生很大变化。

在天气预报的过程中，气象学家经常会受到很多变量的困扰，因为大气如此复杂，而温度和地形的变化所引起的湍流使得结果不可预测，而天气预报往往会变成“充气预报”，这大多与地球大气中的各种复杂现象有关。

由于各种复杂的因素，天气预报经常不准确。

美国数学家、气象学家爱德华·洛伦兹是现代混沌理论的著名创始人。他是麻省理工学院气象系主任。为了让公众对混沌理论以及“噪音”对天气结果的早期微妙变量有更深入的了解，他在一篇报道中打了个比方:“如果理论正确，一只海鸥的翅膀就足以永远改变天气过程。”为了让这个比喻更有力量，洛伦茨在后来的文章中把“海鸥”改成了“蝴蝶”。1972年，在美国科学促进会第139届会议上的一次演讲中，菲利普·梅里莱斯在阐述爱德华·洛伦茨的混沌理论时表示:“在巴西热带雨林中扇动翅膀的蝴蝶，将在得克萨斯州引起飓风。”

一只飞翔的蝴蝶。

由此，“蝴蝶效应”席卷全球。

台风的形成。

蝴蝶的翅膀真的这么厉害吗？一场台风真的会是蝴蝶舞动着精致美丽的翅膀引发的吗？如果有，隔壁打麻将的王大爷真的能引发日本7级地震吗？应该提倡文明打麻将还是鼓励大家重拳出击？

好像有点不对劲。毕竟打麻将引起地震是完全不可能的。

台风是怎么形成的？

台风是热带气旋。热带气旋是一种快速旋转的风暴系统，其特征是低压中心、封闭的低层大气环流、大风和产生暴雨的螺旋雷暴。热带气旋除了“台风”之外，还有其他名称，在中美洲和北美洲被称为“飓风”，在南太平洋或印度洋被称为“热带气旋”或“强气旋风暴”。

从空站拍摄的热带气旋。

顾名思义，“热带气旋”几乎完全是在热带水域相对温暖的大型水体上形成的。在热带气旋形成之前，必须有几个有利的环境条件:

暖海水，水温27C以上，水深46米以上；

当热空气体上升到足够高的水平空时，其冷却速度应该足够快，因此可能不稳定。

对流层中层4900米左右应该有相对潮湿的空气体。

一般来说，它必须至少离赤道480公里；

有足够的条件形成垂直风切变。

超强台风利奇马和另一个强热带气旋正在生成。

热带气旋的主要能量是温暖的海洋表面的水蒸发产生的热量，这种热量以前是由太阳光加热的，被加热的海水大量蒸发。海面空气体从水汽中获得热量，密度降低，从而形成强大的上升气流。上升气流的温度随着其高度的增加而降低，但其总热量保持不变。当气流上升到寒冷的对流层顶时，空气体通过红外辐射散发到空导致热量损失。最后，在保持总熵的同时，空气体会在风暴周围减弱变暖。

旋风的轮廓。

科学家估计热带气旋每天释放10焦耳(相当于10⁵W)的热量。它的能量释放率是全球能源消耗率的70倍，全球发电能力的200倍，相当于每20分钟引爆一颗当量为000万吨的核弹。太棒了，是吧？

有许多地方不能形成台风。

台风的形成一方面需要大面积的暖海水，同时需要满足一定的纬度和海拔高度。在赤道南北5°范围内很难形成气旋，因为气旋的形成需要地球自转才能为其提供足够的角动量。只有距离赤道480公里以上，地球自转提供的角动量才足以触发科里奥利效应，大面积上升气流才能旋转形成涡旋。

地球上可以形成台风的区域。

一个典型的例子发生在南大西洋。这里记录的唯一热带气旋是2004年3月的卡特琳娜飓风，它袭击了巴西，造成10人死亡。南大西洋的其他发生地基本都是热带低压和次热带气旋，因为南大西洋海面温度不够高，大气环流造成的强大风切变正在破坏气旋的形成。

1985-2005年间所有热带气旋的累积路径图。

如果海面温度低于26.5℃，或者高温海面面积不够大，就不会形成台风。即使台风经过这些低温区，也会迅速减弱为热带低压，甚至消失。因此，台风的形成和维持与温度密切相关。同时，维持台风存在的其他条件也与广泛的大气条件直接相关。

即使你把原子弹扔在海上，只要其中一个条件不满足，也没有办法形成台风。

与台风的破坏力资源网络相比，原子弹简直是弱爆了。

蝴蝶效应可能吗？

在提出“蝴蝶效应”的过程中，为了形象地解释“小变量会导致大后果”的混沌理论，爱德华·洛伦兹故意忽略了一个非常重要的因素，那就是空气体的一些重要特性——作为流体，空气体具有粘性和可压缩性。洛伦兹后来承认了这一点。在方程中引入一些变量进行计算机计算时，他故意忽略了空气体的粘度，将一些关键数据四舍五入，导致数学模型计算的结果与空空气动力学的实际实验结论相差甚远。

蝴蝶是鳞翅目的小昆虫。它们通常又小又轻。成年蝴蝶的翅膀与身体相比非常宽，但大多数展开的翅膀宽度不超过10厘米。

蝴蝶翅膀鳞片的显微照片。

蝴蝶利用胸鳍强大的肌肉拉动翅膀飞行，可分为两种基本空空气动力学模型。大多数昆虫采用产生螺旋前缘涡的方法，而其他体积较小的昆虫则采用Weis-Fogh机制:翅膀在蝴蝶身体上方扇动后分离；当机翼分离时，空空气被吸入，机翼上方产生涡流。然后这个束缚的漩涡穿过机翼，作为拍击动作的开始漩涡。以蝴蝶翅膀为代价，循环和升力都增加了。

蝴蝶扇动翅膀，通过它们的翼尖引起局部湍流。

蝴蝶的翅膀可以在空气中产生涡流，使它们飞翔。因为蝴蝶体积小，翅膀上覆盖着细小的鳞片，所以它产生的空空气涡流只能在很小的范围内起作用。蝴蝶飞过的时候，空齐很快又恢复了原来的状态。这是因为空气体本身具有粘性，不是刚性的，而空气体受到机翼的压缩和扰动无法进一步传播，所以空气体不会产生较大的涟漪效应，也不会引起任何连锁反应。

空蝴蝶扇动翅膀造成的空气扰动极小。

结论:

“混沌理论”可以从数学上解释“三体现象”，确实有很多气象因素可以触发天气变化，从而使天气预测变得非常困难，但这并不意味着舞动翅膀的蝴蝶可以引发猛烈的气旋。

“蝴蝶效应”是混沌理论的可视化解释，并不意味着蝴蝶翅膀可能引起台风或任何大气气旋，因为空空气具有可压缩性和粘性，蝴蝶扇动翅膀只能影响其周围几厘米的距离，不会形成涟漪，也不会在更远的距离引起空气的多米诺骨牌效应空。

蝴蝶使劲扇动翅膀，但旁边的花却不为所动。

台风的形成条件非常恶劣。与太阳的照射，海面温度大范围上升，空气体被加热冷却，地球自转的巨大能量有关。只要一两个条件不满足，气旋就无法形成。这些条件是人力所不能达到的，也不能受小蝴蝶翅膀弱的影响。

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