一种低阶大气环流模型的全局指数吸引集估计
2012-01-30孔宪明鞠培军
孔宪明,鞠培军
(泰山学院数学与统计学院,山东泰安 271021)
1 引言
最近十多年来,混沌控制和同步得到广泛而深入的研究[1-2],其中许多结论的证明都用到了混沌系统最终有界的假设,因此,混沌系统的最终有界性证明非常重要.由于混沌系统的方程组是非线性的,进行纯理论分析较困难.直到2002年,Tucker用计算机辅助方法严格论证了Lorenz吸引子存在性的信息[3].俄罗斯学者Leonov针对Lorenz系统,得到系统全局吸引集的一个圆柱形估计式和一个球形估计式,这是典型混沌系统第一个全局最终有界的结果[4].廖晓昕等通过构造广义正定、径向无界Lyapunov函数,给出了Lorenz系统全局指数吸引集的统一结果,囊括了目前一些类似结果为特例[5-7].最近,我们针对广义Lorenz系统,通过线性变换和构造Lyapunov函数,给出了系统全局指数吸引集估计的新方法,得到了最终有界的精确估计式.
文献[8]提出了一个新的低阶大气环流模型

当a=1/4,b=10,G=2.1,F=7时,上述系统有一个混沌吸引子,如图1所示.
文献[8]讨论了该系统吸引子的特征,并数值模拟了系统从分歧到混沌的过程.对于这种混沌模型吸引子的研究还没看到.本文将研究这类大气环流模型的吸引子存在性问题,给出一个全局指数吸引集的估计式,所得系统的有界性结果将为进一步研究奠定了很好的基础.
2 问题描述
类似文献[5-7],我们称


图1 系统(1)的混沌吸引子
当t→+∞时,称Ω={X|V(X)≤L}为式(1)的一个全局吸引集.若∀X0∈Ω,∀t>t0,X(t,t0,X0)⊂Ω,则称Ω为正向不变集.
若还存在r>0,∀X0∈3,当V(X0)>L,且V(X(t))>L时,存在指数估计式V(X(t))-L≤(V(X0)-L)e-r(t-t0)则称Ω为式……
