边界强制热风导致的纬向流反转与放大

在太阳、气态或冰巨星等快速旋转的天体中，纬向流形成了多种表面模式和振幅。太阳、木星和土星上的较差自转表现为赤道区域超旋转，而冰巨星海王星和天王星则包含慢于行星自转的赤道急流。涵盖气态巨星光学厚、深达内部且快速旋转的对流包层的全球数值模型，成功重现了赤道处的顺行急流。在这些模型中，由主导的科里奥利力塑造的对流柱通常表现出一致的顺行倾斜。因此，雷诺应力将角动量沿远离自转轴的方向泵送。这些模型被发现具有强地转特征，因此沿自转轴的纬向流结构调制（例如由持续的纬向温度梯度引入）似乎不太重要。在我们的研究中，我们通过施加具有可变振幅和符号的轴对称且赤道对称的外边界热通量异常（$Y_{20}$）来激发这些温度梯度及由此产生的非地转流。这种强迫模式模拟了强烈太阳或恒星辐射的热效应。我们的结果表明，非地转流随强迫振幅$q^\star$线性放大，导致赤道急流的凹陷更加明显（类似于木星）。然而，地转流分量在弱$q^\star$下受到抑制，但一旦$q^\star$超过临界值便发生反转并重新放大。逆地转较差自转现在由同样反向倾斜的对流柱持续维持，这让人联想到在冰巨星上观察到的纬向流廓线。主力平衡分析和参数研究进一步支持了这些结果。