Vertically Sheared Horizontal Flow-Forming Instability in Stratified Turbulence: Analytical Linear Stability Analysis of Statistical State Dynamics Equilibria
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Vertically banded zonal jets are frequently observed in weakly or nonrotating stratified turbulence, with the quasi-biennial oscillation in the equatorial stratosphere and the ocean’s equatorial deep jets being two examples. Explaining the formation of jets in stratified turbulence is a fundamental problem in geophysical fluid dynamics. Statistical state dynamics (SSD) provides powerful methods for analyzing turbulent systems exhibiting emergent organization, such as banded jets. In SSD, dynamical equations are written directly for the evolution of the turbulence statistics, enabling direct analysis of the statistical interactions between the incoherent component of turbulence and the coherent large-scale structure component that underlie jet formation. A second-order closure of SSD, known as S3T, has previously been applied to show that meridionally banded jets emerge in barotropic β-plane turbulence via a statistical instability referred to as the zonostrophic instability. Two-dimensional Boussinesq turbulence provides a simple model of nonrotating stratified turbulence analogous to the β-plane model of planetary turbulence. Jets known as vertically sheared horizontal flows (VSHFs) often emerge in simulations of Boussinesq turbulence, but their dynamics is not yet clearly understood. In this work S3T analysis of the zonostrophic instability is extended to study VSHF emergence in two-dimensional Boussinesq turbulence using an analytical formulation of S3T amenable to perturbation stability analysis. VSHFs are shown to form via an instability that is analogous in stratified turbulence to the zonostrophic instability in β-plane turbulence. This instability is shown to be strikingly similar to the zonostrophic instability, suggesting that jet emergence in both geostrophic and nonrotating stratified turbulence may be understood as instances of the same generic phenomenon.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».