温差加热且初始层结的旋转系统中的双扩散对流与斜压不稳定性：barostrat不稳定性
流体动力学
2016-11-23 v1
摘要
在实验室中研究了一个充满水、温差加热且初始具备稳定垂直盐度剖面的旋转环形容器。基于二维水平粒子图像测速(PIV)数据与红外相机可视化，我们描述了这一原始构型中斜压不稳定性的出现与特征。首先，我们表明当盐度剖面为线性且限制于顶部和底部两个非层结层之间时，仅两个分离浅流体层可被失稳。这些不稳定层出现在容器顶部和底部附近，其间为层结静止区。因此，该实验装置对于模拟层结区常与对流区并置的地球物理或天体物理情形尤为有趣。随后，对于更一般但稳定的初始密度剖面，引入统计度量来量化给定深度处斜压不稳定性的程度，并分析此种深度依赖性与垂直盐度剖面之间的联系。我们发现，尽管稳定层结的存在通常阻碍全深度翻转，双扩散对流却能在浅层中引发多细胞侧向对流的发展，并进而导致多层斜压不稳定性。因此我们总结道，通过减小流动的特征垂直尺度，层结甚至在局域意义上可增强气旋与反气旋涡（从而混合）的形成。
引用
@article{arxiv.1604.08109,
title = {Double-diffusive convection and baroclinic instability in a differentially heated and initially stratified rotating system: the barostrat instability},
author = {Miklos Vincze and Ion Borcia and Uwe Harlander and Patrice Le Gal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.08109},
year = {2016}
}