巨行星半对流区中的波传播

近期对木星和土星的观测表明，重元素可能在气态包层中稀释，提供组成梯度，从而稳定普通对流并在这些行星核附近产生稳定分层层。该区域可能由具有阶梯状密度剖面的半对流层组成，由于双扩散对流，其具有多个被薄稳定分层界面分隔的对流区。这些层可能对波传播和潮汐耗散产生尚未被充分探索的重要影响。我们分析这些层对巨行星内内波传播与透射的影响，扩展了先前局部笛卡尔模型中的工作。我们采用简化的全局 Boussinesq 行星模型，在其中探索非旋转球体中的内波。我们首先研究含半对流层的区域的自由模态。然后我们分析内波通过该区域的透射。自由模态强烈依赖于阶梯性质，并由具有内波和界面重力波双重行为的模态组成。我们确定了这些波的频率偏移随阶梯步数的函数关系，以探索其探测行星内部结构的潜力。我们还发现波透射受阶梯存在的强烈影响。非常大波长的波高效透射，但小尺度波仅在与其自由模态之一共振时才透射。因此，对非共振模态而言，核的有效尺寸更大。