分层半对流中g模的性质

我们研究在分层半对流区域中传播的低频波。分层半对流预计存在于恒星与行星内部，并能显著改变热与成分混合的速率。我们利用矩阵传递形式在Boussinesq近似下推导了平面平行分层半对流的一系列解析色散关系。我们发现，如同连续分层介质，半对流阶梯——其中小对流区被尖锐密度跳跃分隔——支持内重力波(g模)。当波长远大于半对流台阶间距时，这些行为几乎如同连续分层介质中的g模。然而，半对流区中的g模周期间距系统地小于连续分层介质中的情况，且随模频率降低而减小。当g模波长变得与半对流台阶间距相当时，g模频率显著偏离连续分层介质的频率（频率更高）。垂直波长小于半对流台阶间距的g模是倏逝的，不在阶梯中传播。因此，对于给定的水平波数存在一个下截止频率。我们将结果推广到与快速自转恒星和行星相关的引力惯性波。最后，我们评估了利用星震/行星震学探测分层半对流的前景。