大气湍流运动带有能量传递、动量传递以及物质传递，传递的速度要比层流处大得多，因此湍流的扩散、能量传递也大得多。由于这些原因，大气湍流对飞行器的影响很大，飞机在大气湍流中飞行，会产生颠簸，会使乘员感到不适，甚至可能造成飞机的损伤。

一般湍流具有以下几种性质：

（1）不规则性。湍流的产生，就如同水一样，如果不对其做些什么让他保持某种运动，最有一定会静止。好比水流从水龙头里流出来，我们可以利用改变放出水量的大小来改变作用于流体力量的大小。例如我们把水龙头关小，让其只能放出少量的睡，这样就可以让水龙头和水池之间的水流状态趋于稳定：水流看上去像是静止的(虽然显然水龙头看着)；再慢慢地将龙头开大，或许会看到水流在很有规律的上下跳动。这是周期性的，并且不是定常的；如果再把水龙头开大，水流看上去就是不规则的了；若水龙头开得很大，水流会非常不稳定的运动，这就是湍流。这种相续事件是受到逐渐增大的外力激发的流体运动的典型。也就是说，流体系统的模态会伴随这逐步增加的外力被激发出来。

（2）初条件敏感依赖性。来自麻省理工的著名气象学家洛伦兹（Edward Lorenz）对大气对流有着很浓厚的兴趣。他曾经将正确的无穷维空间中的时间演化替代成可以再计算机上进行研究的三维空间的时间演化，这项研究成功显示出了对流大气的状态随着时间演化具有初条件敏感依赖性。

尽管洛伦兹的这项研究并不能够对大气湍流进行最正确和真实的描述，但是依旧证明了大气运动具有不可预测性。洛伦兹的研究使人们发现了初始条件敏感依赖性，这对气象学起到了很大的影响，事实上，按照洛伦兹所说，就算一只小蝴蝶只扇动一下翅膀，经过一段时间过后，大气的状态也会因此而改变，而这就是我们平时所说的蝴蝶效应。因此，要准确的预测几天甚至十几天之后的天气是不可能做到的。

另一名来自英国的科学家贝里（Michael Berry）做过一个计算，加入将宇宙最边界地方的一个电子对地球大气中分子的引力作用取消，在这过程中，我们把空气中的分子定义为一个理想化的弹性球体，经过许多次的碰撞之后，它会错过另一个分子，但是如果这遥远的电子对其的引力并未消失，它肯定会与这个分子发生碰撞。贝里经过计算，得到大约需要50次的碰撞。所以，在很短很短，甚至远小于1秒的时间里，空气中分子间的碰撞就会变得完全不同。依照大气环流的观点，在数十天之后，全球大气的运动状态都会发生相应的变化。贝里的计算相比于之前所提到的蝴蝶效应，通过数据，更加精确直观的让我们了解了湍流的初条件敏感依赖性。文献综述

假设我们研究的空气正处在湍流运动的状态中，湍流的初条件敏感依赖性将会在及其细微的涨落上呈现，并且将原本十分细小的变化放大，最后的效果就是，经过大约一分钟，毫米尺度上的湍流的精细结构发生了改变。

标准不变型。假设我们制造一个箱子，其中充满了湍流，不管我们观察的是一立方米或是一立方厘米，我们所观察到的是一样的。准确的说，空间尺度如果产生改变，那么时间尺度也必定会相应的改变。所以，湍流满足标准不变性。按照阿尔莫格罗夫的理论，我们假设湍流均匀，于是我们可以知道湍流是标准不变得。

虽然，我们感受不到其中的变化，但是根据标准不变性，湍流开始时小范围的结构变化将在一段时间之后导致大范围的结构变化。通过阿尔莫格罗夫的理论，我们可以估算这时间，这样，在一段时间之后，之前所说的变化就会引起大气湍流在千米尺度处的变化。比如：云朵形状的改变，风的形式的改变。 椭圆高斯涡旋光束在湍流大气中的传输特性(2):http://www.youerw.com/wuli/lunwen_73253.html