二维与地球物理湍流的可解相图与系综不等价性

通过显式解析计算，我们获得了二维与地球物理湍流平衡态的一大类中，两个或多个统计系综之间不等价性的普遍出现。统计系综不等价性的出现被证明与先前观测到的平衡流拓扑中的相变有关。我们在这些湍流平衡态中发现了两种系综等价性出现的机制，这在任何物理系统中都未曾被观测到。这些机制分别与二阶共沸现象（同时出现两个二阶相变）和双临界点（从一个一阶相变分岔为两个二阶相变线）相关。讨论了区域几何、地形以及屏蔽长度尺度（罗斯贝变形半径）的重要作用。我们发现，减小屏蔽长度尺度（使相互作用更局域化）会出人意料地加宽与系综不等价性相关的参数范围。这些结果随后被推广到更大一类模型，并应用于一个惯性海洋环流的学术模型——福福诺夫流的完整描述。