旋转浅水动力学：额外不变量与纬向急流的形成
流体动力学
2015-05-27 v1 其他凝聚态物理
大气与海洋物理
等离子体物理
摘要
我们展示了旋转浅水动力学具有一个近似的（绝热型）正定二次不变量，该不变量不仅存在于中纬度地区（其类似物在准地转方程中已被研究过），也存在于赤道附近（准地转方程在此不适用）。在推导该额外不变量时，我们发现了两种“小分母”：（1）由三波共振引起（如准地转方程的情况）和（2）由赤道极限引起，此时罗斯贝变形半径变为无穷大。我们表明，这两种“小分母”都可以被抵消。额外不变量的存在可能导致纬向急流的产生。我们发现这种趋势在赤道附近应尤为显著。类似的守恒量也存在于磁约束聚变等离子体中，并可能导致纬向流的出现。
引用
@article{arxiv.1102.1008,
title = {Rotating Shallow Water Dynamics: Extra Invariant and the Formation of Zonal Jets},
author = {Alexander M. Balk and Francois van Heerden and Peter B. Weichman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1102.1008},
year = {2015}
}
备注
29 pages, 4 figures