快速旋转分层剪切流的非平衡不稳定性

研究了通道中旋转、分层、无粘水平平面库埃特流在强旋转和强分层极限下的线性稳定性。利用能量论证表明，不稳定扰动必须具有大波数。这促使采用 WKB 方法，该方法首先为流中可传播的各种波的频散关系提供近似。这些是捕获在通道壁附近的 Kelvin 波，以及带或不带转折点的惯性重力波。尽管发现波相速度在所有 Rossby 数的代数阶上均为实数，我们确立了无论气旋式还是反气旋式流动都是无条件不稳定的。这是具有相反符号波动量的波之间线性共振的结果。我们推导了不稳定性增长率的渐近估计，其在 Rossby 数中是指数小的，并通过数值计算加以确认。我们的结果扩展了 Kushner 等人（1998）和 Yavneh 等人（2001）的结果，突出了地球物理流体动力学中广泛使用的所谓平衡模型的局限性，这些模型滤除了 Kelvin 波和惯性重力波从而预测库埃特流的稳定性。它们也与泰勒-库埃特流和天体物理吸积盘的稳定性相关。