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由自由内核章动引起的地球外核中的欧姆耗散

地球物理 2020-01-08 v1 地球与行星天体物理 流体动力学

摘要

diurnal 潮汐力可激发地球内核的一种正常模——自由内核章动(FICN),其特征是内核自转轴相对于外核自转轴的倾斜。内核与外核之间的差速旋转在外核中诱发流体运动,并在地球内部磁场存在的情况下产生欧姆耗散。若耗散足够强,章动测量可反映此种耗散,从而提供关于地球核的性质与动力学的见解。在本研究中,我们进行了一组由 FICN 在外核中诱发的线性扰动的数值计算,其埃克曼数极低(小至 101110^{-11})。我们的数值结果表明,磁场的回作用显著改变了 FICN 所诱发扰动的结构与长度尺度,进而影响由扰动产生的欧姆耗散。当埃克曼数足够小时,欧姆耗散趋于对流体黏性与磁扩散率不敏感,这使得我们无需依赖外推即可估计与 FICN 相关的欧姆耗散。与 Buffett(2010b)的结果相反,基于我们数值计算的估计欧姆耗散过弱,不足以解释观测到的 FICN 模的阻尼。这也意味着章动测量无法对地球外核内部磁场强度提供有效约束。

关键词

引用

@article{arxiv.1910.02210,
  title  = {Ohmic dissipation in the Earth's outer core resulting from the free inner core nutation},
  author = {Yufeng Lin and Gordon Ogilvie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1910.02210},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in EPSL