界扉熵及其气候应用

【作者】 周杰； 曹鸿兴； 吴永萍； 陈东；

【机构】 重庆市气候中心； 中国气象科学研究院； 扬州大学物理与技术学院；

【摘要】 首先叙述了界壳现象及其理论—界壳论,界壳被定义为处在系统外围能卫护系统且与环境进行交换的中介体,它是系统的一部分,又和环境相毗邻。界壳论是研究系统周界的一般理论,研究存在于系统周界中的共同规律。它研究界壳的普适性规律,而不研究一个一个的各别界壳;从一般意义上研究界壳的结构、功能和行为。文中定义了界扉集,它是界壳理论的新进展。界扉集元素u∈U具有一对属性:卫护和交换,故它不是传统集合,是针对界壳问题发展的,是界壳量化的理论基础。根据界壳论卫护与交換的一般性原理:拓展卫护概念为正量,阳量,交换概念为负量,阴量。对阳量、阴量分别计算界扉熵。界扉熵表达式为H（x）=（-1/lnn）（∑₁ⁿ）x_ilnx_i式中x∈[0,1]为阳量或阴量的数值,n界扉集元素个数。界扉熵是界扉集的表征函数,表征了系统特性数据的统观信息,可以应用在多个学科、多种研究项目中。我们把界扉熵应用到气候变化研究中。文中作为实例,计算了长江中下游地区汛期降水和蒸发的界扉熵并进行了分析。结果表明,气候场的界扉熵能显示气候变化的特征,藉此可进行气候分析和预测。更多还原