旋转可压缩对流中非弹性近似的失效：对天体物理系统的启示

针对低普朗特数气体这一天体物理相关情形，提出了平面层几何结构中旋转可压缩对流的线性理论。当系统旋转速率较大时，流动在所有研究的分层水平上均保持地转平衡，并恢复了临界参数的经典（即不可压缩）渐近标度律。对于足够小的普朗特数，增加分层倾向于进一步使流体层失稳，减小临界波数并增加对流不稳定性的振荡频率。综合来看，这些效应增加了质量守恒方程中包含的密度扰动时间导数的相对量级，使其达到不可忽略的水平；由此产生的对流不稳定性表现为压缩准地转振荡。我们发现，忽略该项的非弹性方程无法捕捉这些不稳定性，并且在快速旋转、低普朗特数机制下具有虚假增长的本征模。研究表明，无论偏离绝热性的程度如何，快速旋转可压缩对流的马赫数对于所有背景状态而言本质上都是小的。