带稳层的地动力学模型中磁场翻转
流体动力学
2026-01-22 v3 地球物理
摘要
我们研究了在核心-地幔边界下存在稳定分层的情况下磁场翻转的过程，通过对不压缩磁流体动力学方程在球壳内采用Boussinesq近似进行直接数值模拟。我们表明，随着稳定分层的存在，双极-多极转变的临界拉奥切数显著增加，而核心-地幔边界处磁场双极强度因皮肤效应而增大。通过在外边界施加异构热通量，我们打破了流动的赤道对称性，并展示了不同的热通量图案可触发不同的动力学解决方案，如半球动力学和极性翻转。利用运动学磁动力学模拟，我们表明稳定分层导致双极和四极分量增长率相似，发挥导体边界层的作用，促进磁场翻转，以及由低维模型所预测的动力学。
引用
@article{arxiv.2508.17777,
title = {Magnetic reversals in a geodynamo model with a stably-stratified layer},
author = {Nicolás Pablo Müller and Christophe Gissinger and François Pétrélis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.17777},
year = {2026}
}