对扁流体行星上热风平衡的完整自洽处理

木星与土星云层之下的流动本质仍属未知。将这些行星上的流动与其密度场的扰动相关联，是分析 2016–17 年间 Juno（木星）与 Cassini（土星）航天器预期重力测量的关键。两项任务都将提供依赖于纬度的重力场，原则上可反演以计算这些行星上观测到的云级纬向流的垂直结构。迄今为止，连接重力场与流动结构的理论仅限于正压假设下的势理论，或基于热风平衡的、允许分析斜压风结构的估计，但都做了简化假设。这些假设包括偏离球对称性的影响、由密度扰动引起的离心力，以及密度扰动的自引力效应。近期研究试图纳入部分效应，但并未以自洽方式。本研究引入了这样一种将全部物理效应纳入的热风平衡的自洽扰动方法，并将其应用于若干正压与斜压的示例风结构。分析了各项的贡献，并在正压极限下将结果与势理论进行比较。发现主导平衡涉及原始的简化热风方法。该平衡对重力矩给出了良好的数量级估计，因此能够解决给定重力矩测量时流动深度如何这一量级问题。附加项显著更小，且其中无一项占主导，故任何试图改进简化热风方法的近似都需纳入所有其他项。