振荡式驱动风：大气分层的作用

基于索伯巨赫近似的线驱动风的时依赖数值研究已持续三十余年。在许多研究中，风解显示出著名的振荡。两个灵感线索表明振荡源自风基部：(i) 当基部密度足够低时，模拟可达稳态而无振荡，(ii) 振荡主导频率接近声波在分层层压大气中的 Lamb 截止频率 ${\omega}c$。最近，Dannen 等人观察到另一条灵感线索：当线力因电离度显著减弱时，风对自激振荡更加敏感。本文提出一组数值模拟和扰动分析，进一步阐明振荡的来源与特征。我们发现线力将波能量添加并放大接近 ${\omega}c$ 的频率扰动。这种选择性放大源于在分层大气中速度扰动自然趋于增长，以及根据 Castor-Abbott-Klein 线驱动风理论，线力对速度梯度具有依赖性。我们也发现变异性源于在指数大气中由于线力处方中速度梯度绝对值的非线性引入而发生的自激。我们得出结论，仅靠自洽计算电离度不足以建模亚声区的动力学。相反，未来的风模型或统一模型应放宽索伯巨赫近似，或对辐射传递进行建模，以正确捕捉所产生的辐射诱导的不稳定性和风基部的动力学。