β效应在正压化过程中的催化作用

研究了自由演化、连续分层、准地转流的垂直结构。我们利用统计力学预测了最终状态的组织，特别是其垂直结构，并将这些预测与数值模拟进行了检验。讨论了每层中守恒律（包括细粒涡度）的关键作用。通常，守恒律，特别是涡度逐层守恒，阻止了完全正压化，即达到最低垂直模态的趋势。讨论了$\beta$效应（即行星涡度梯度的存在）的特殊作用。特别地，研究表明，增加$\beta$通过湍流搅拌增加了正压化的趋势。正压化的有效性可以部分地用Rhines尺度$2\pi E_{0}^{1/4}/\beta^{1/2}$来参数化。随着该参数减小（beta增加），正压化可以进一步进行，因为beta项为每一层提供了涡度。