洛伦茨系统(Lorenz system),理学-大气科学-动力气象学-非线性大气动力学,由美国气象学家E.N.洛伦茨于1963年首次提出,为常微分方程组描述的动力系统。当常微分方程组的参数设在一定范围内时,洛伦茨系统具有混沌的特征,洛伦茨系统也因此而闻名。式(1)为洛伦茨系统的控制方程,是基于纳维-斯托克斯(Navier-Stokes)方程和热传导(thermal convection)方程,利用包氏(Oberbeck-Boussinesq)近似简化而得。洛伦茨方程的变量代表对流运动的强度,变量代表上升和下沉流体间的温度差,变量代表对流造成的垂直温度廓线的变化。变量和同号表示暖的流体上升和冷的流体下沉,变量具有正值表示边界处有强的温度梯度。洛伦茨方程的参数为普朗特数(Prandtl number),为尺度改变后的瑞里数(Rayleigh number),为代表纵横比的参数。 …(1)洛伦茨系统有一个代表没有对流的稳定解,为。利用此稳定解线性化洛伦茨方程,可得洛伦茨系统的特征方程: …(2)此特征方程在时有三个解:当时,三个解均为负值;当时,有一为正值的解。