행성과학·태양계
낮은 프란틀 수 조건의 이중확산 계단 구조 열·물질 플럭스 시뮬레이션 연구
확산 영역의 이중확산 대류는 균일 밀도의 대류층과 강한 성층 경계면이 번갈아 쌓인 '계단(staircase)' 구조로 오래 유지되며, 북극해와 화산호에서 관측되고 거대행성 내부에도 존재할 것으로 여겨진다. 연구진은 τ ≤ Pr ≪ 1 조건에서 삼중 주기 영역의 직접수치모사를 수행해, 이러한 층상 구조가 기존 보고보다 훨씬 큰 밀도비에서도 존재할 수 있음을 보이고 레일리 수(Ra)에 약하게 의존하는 새로운 존재 조건을 제안했다. 밀도·온도·조성의 총 플럭스와 플럭스 비 γ를 측정한 결과 γ는 중간~큰 밀도비에서 거의 일정했고, 조성과 온도의 누셀트 수는 Ra^(1/3)로 스케일링돼 낮은 밀도비에서 확인됐던 (RaPr)^(1/3) 스케일링과 달랐다. 저자들은 경계면 가장자리에서 형성된 밀도 이상이 상승·난류 혼합되는 과정에 기반한 새 모델을 제시했으며, 이 모델이 기존 저 Pr 데이터를 상당한 정확도로 설명한다고 밝혔다.
arXiv astro-ph.EP (행성계)