三维准地转异旋涡对的体输运

海洋流动自组织为相干涡旋，强烈影响其输运与混合特性。反向旋转涡对可长距离移动并携带被困流体。这些结构常被建模为异旋涡（heton），即具有相等环量的反向旋转准地转点涡对。本文研究单个三维异旋涡所诱导输运的结构。该输运由异旋涡分量涡旋所诱导速度场的哈密顿结构决定。当在高度方向上穿过异旋涡诱导的速度场时，动力学表现出一系列分岔。这些分岔产生并摧毁不稳定不动点，其关联的不变流形界定了被困体积。异旋涡构型分为三类。垂直对齐的异旋涡不移动且不输运流体。水平对齐的异旋涡具有单一参数，即水平涡半间距 $Y$，简单标度表明其有量纲被困体积按 $Y^3$ 标度。倾斜异旋涡由两个参数 $Y$ 和垂直涡半间距 $Z$ 描述，使标度分析更为复杂。针对倾斜异旋涡被困体积发展了标度理论，表明在 $Z$ 较大时其按 $Z^4/Y$ 标度。数值计算说明了被困体积的结构并验证了标度理论。