具有平均梯度的湍流标量输运中的共振驱动间歇性与极端事件

我们研究了具有平均梯度的湍流中被动示踪物输运的统计性质，重点关注示踪物的间歇性与极端事件。我们开发了一个易于解析处理的模型，将纬向和剪切速度分量与线性和非线性随机动力学相耦合。在傅里叶空间中构建该模型后，导出了示踪物不变统计量的简单显式解。通过该模型，我们确定了导致示踪物非高斯行为和突发的共振条件。当纬向流和剪切流相速度相等时，出现导致示踪物方差峰值的共振条件。我们在包括不同能谱和纬向流模型在内的多种机制下进行了数值实验，以验证这些发现，并展示了速度场和随机性如何决定示踪物的极端值。这些结果为湍流示踪物输运的潜在机制提供了额外的见解，对地球物理和环境应用中的不确定性量化与数据同化具有启示意义。