貝納德元胞

貝納德元胞，地球在太陽的溫暖下，從底部加熱著大氣。

地球在太陽的溫暖下，從底部加熱著大氣。而那寒冷的外部空間，則從大氣外殼吸取熱量。底層的空氣會上升，而上層的空氣則力圖下降。貝納德在一些實驗中為這種層與層之間的交流建立了模型。大氣層中的空氣流可以形象地表示為層之間跨越。大量冷暖空氣之間的競相交流，用循環渦旋來代表，叫做貝納德元胞。在三維情形下，一個渦旋可以是熱空氣以環狀上升，冷空氣則從中心下降。於是，大氣構成了三維貝納德元胞的海洋，如同緊密堆積的六面體點陣。從沙漠、雪地或冰原的規則山丘和低谷中，我們可以窺見這種大氣渦旋海洋的蹤跡。
在典型的貝納德實驗中，重力場中的流體層被從底部加熱（圖2．20a）。底部被加熱的流體力圖上升，而頂部的冷流體則力圖下降。這兩種受到粘滯力的運動是相反的。對於小的溫度差△T，粘滯性占有上風，流體保持靜止，均勻的熱傳導進行著熱的輸送。系統的外部控制參量是所謂的粘滯性瑞利數R，它與△T成正比。在R的臨界值，流體的狀態變得不穩定，穩恆的對流卷模式發展起來.