旋转球壳中潮汐强迫惯性模式的粘性耗散

我们研究了球壳内旋转流体受迫惯性模式的性质。我们的强迫类似于潮汐力，但其主要特征是大尺度作用。我们的解首先证实了Ogilvie (2005)在二维模型上得到的一些解析结果。我们还注意到，当强迫频率变化时，如果Ekman数E很小（通常如此），耗散会发生剧烈变化。然后我们研究了三维情况，并将结果与前述模型进行了比较。这些解，如同它们的二维对应物一样，在强迫频率变化时显示出尖峰状的耗散曲线；它们还表现出一些小的频率区间，在这些区间内粘性耗散与粘度无关。然而，我们表明，在这些频率区间内，流体的响应主要受控于从内球临界纬度处发出的剪切层。当该剪切层激发了一个吸引子时，就达到了渐近状态。这一特性是二维模型所不具备的。最后，三维模型的共振对应于某些选定的最小阻尼本征模。与它们的二维对应物不同，这些模式不与简单的吸引子相关联；相反，它们出现在具有弱收缩特征线的频率区间内。此外，我们表明，当内核的相对半径小于临界值0.4E^{1/5}时，其影响可以忽略。对于这些球壳，完整球体的解给出了流动的良好近似（摘要已删减）。