深层旋转对流生成土星极区六边形
流体动力学
2020-07-20 v1 地球与行星天体物理
计算物理
摘要
大量地面与空间观测已确认土星北极附近存在持续的六边形流动形态。尽管观测丰富，其形成背后的物理机制仍不确定。虽然若干唯象模型已能复现该特征，但对于此类大尺度多边形急流如何在土星高度湍流大气中形成的自洽模型尚属缺乏。本文给出一个气态巨行星外层深热对流的 3D 全非线性非弹性模拟，其自发产生巨型极涡、强烈的交替纬向流，以及具有多边形形态的高纬向东急流。对模拟的分析表明，以巨型涡旋为形式的自组织湍流挤压向东急流，形成多边形形状。我们认为类似机制导致了土星六边形流动形态的产生。
引用
@article{arxiv.2007.08958,
title = {Deep rotating convection generates the polar hexagon on Saturn},
author = {Rakesh Kumar Yadav and Jeremy Bloxham},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.08958},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 4 main and 5 supplementary figures, 1 animation, 42 references