基于规范场论的冰晶形状演化描述

冰云，特别是cirrus云，对地球辐射平衡具有重要影响，但在当前气候模型中仍表现不佳。其主要不确定性之一来自其微物理属性的可变性，特别是冰晶在沉积生长下的形状演化。我们提出了一种基于文献中识别的四种基本形状（droxtals、plates、columns和rosettes）的启发式方法，以描述形状演化。这些代表了在沉积生长下相关的主要形态，排除了聚集。本研究中，我们在场论框架中运用了非阿贝尔规范场理论，对每种形状概率增长关联的场施加SU(2) $\otimes$ U(1)对称性。这种对称性使得可以推导出一套修正的耦合Fokker-Planck方程组，捕捉冰晶的随机生长动力学，同时包含对形状之间现象性相互作用。该框架为将对称原理和场论工具整合到冰云中形状动力学建模的新理论方向提供了概述。