大气运动是一种湍流运动,当我们考虑大气是正压,绝热,无摩擦的时候,大气是近似为一种二维理想湍流流体.我们先应用Prandtl-Karman混合长理论导出了既包括湍流耗散也包括湍流频散和稳定性因子的新的Reynolds平均运动方程组,得到描述湍流运动的规范方程:KdV-Burgers-Kuramoto方程.分析指出,湍流存在着频散效应,而正是湍流的频散效应可能导致能量的逆转,同时分析了能量逆转(反串级)的条件和可能的物理机制,给出了湍流的方程模型;之后我们分析了中纬度自由大气中常见的天气图,很容易分析出,中纬度自由大气中动量是逆梯度输送的(指uv<->在急流以北为负,动量向急流区输送;在急流以南为正,动量也向急流区输送),而位涡的输送则要复杂的多,但大体上是顺梯度输送的.我们也从守恒定律即能量和位涡拟能守恒定律出发分析证明了前面所讨论的问题,两种方法所得出的结论是一致的.两种方法互为补充与说明.最后我们就守恒定律所得出的结论在大气中的运用做了进一步的说明与讨论.同时我们也分析求解了动量输动方程,讨论了在串级的情况下急流的变化,并由急流的变化分析了串级过程.在这篇文章中我们分析了大气中存在的正反串级现象,描述了大气中湍流的串级过程.