太阳较差自转的全局模型

太阳对流区（SCZ）的等自转廓线呈现出三种不同的形态，分别对应于两个边界层（内层和外层）以及内部主体。先前的工作表明，热风方程结合关于旋转流体中对流性质的定性论证，可以高保真地推断出SCZ主体中等自转面的形状，并且过渡层廓线也可以用相对简单的唯象理论来描述。在本文中，我们表明这些面的形式可以更广泛地被理解为热风方程与薄对流壳的数学推论。该分析不能直接给出角速度函数，还需要一个附加的表面边界条件。但在不构建整个自转轮廓的情况下，也能推断出许多结论。这些数学理论可以与先前工作中提出的动力学论证相结合，从而相得益彰。我们方法的一个重要元素是，将等角速度面视为“剩余熵”的独立坐标变量，该量在热风平衡方程中起关键作用。SCZ主体与过渡层动力学之间的差异，是由于每个区域中剩余熵的函数形式不同。利用热风方程特征线的解，我们为SCZ和过渡层的自转行为建立了一个统一理论。这些特征线在SCZ主体中与等自转廓线完全一致，但在过渡层中两者出现偏离。外层至少在描述上可以用类似的数学方法处理，但该区域可能不遵循热风平衡。