木星“大红斑”的实验室模拟

在我们建立的旋转浅水实验系统上进行了可重复的系列模拟实验 ,成功地观测到大尺度持续存在的涡旋的产生、漂移与演化 .在一定条件下 ,呈现出一个自持的、长寿命的、沿与整体旋转方向相反方向漂移的反气旋孤立波涡旋 ( Rossby soliton) ,这就是木星“大红斑”的实验室模型 .

Rossby涡旋的旋转浅水实验模拟及模型方程解

在具有自由表面的旋转抛物面浅水实验系统上进行了可重复的系列模拟实验 ,在旋转随动坐标系中拍摄的照片和功率谱分析表明 ,确有大尺度持续存在的涡旋产生、漂移与演化 .受多次实验的启发 ,从流体动力学基本方程出发 ,在一定的实验条件下提出一个半经验模型 ,近似求出了 Rossby孤立波涡旋解 .