旋转球形瑞利-贝纳尔对流中的无扩散标度

采用直接数值模拟揭示了旋转球形瑞利-贝纳尔对流中三个明显不同的流动区域。在低纬度区域$\mathrm{I}$中，在热的内球与冷的外球之间产生垂直（平行于自转轴）对流柱。中纬度区域$\mathrm{II}$由在外球南北半球之间形成垂直排列的对流柱主导。表明体主导对流的无扩散标度源于该中纬度区域。在赤道区域$\mathrm{III}$中，涡旋受外球形边界影响，且远短于区域$\mathrm{II}$。研究发现，球形瑞利-贝纳尔对流中具有背景旋转的熱驱动湍流以三个明显不同的流动区域为特征。表明传热为体主导的无扩散标度源于中纬度区域，在该区域中垂直排列的涡旋在外球的南北半球之间被拉伸。这些结果表明，旋转对流中的流动物理在平面和球形几何中定性不同。该发现强调，研究球形几何中的对流对于更好地理解地球物理和天体物理流动现象至关重要。