Rossby wave three-wave nonlinear interaction and large-scale zonal structure formation in two-dimensional turbulence on a rotating sphere

• Project/Area Number: 25K07115
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 小布施 祈織 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (90633967)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 道夫 京都大学, 数理解析研究所, 特任教授 (90166736)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 回転系流体 / 2次元乱流 / 帯状流 / 波の非線形相互作用

Outline of Research at the Start

回転球面上2次元乱流では，乱れた小規模流から大規模帯状構造が自発的に形成されるが，そのメカニズムは未だ明らかになっていない。
そこで本研究では「回転球面上2次元乱流における大規模帯状流の自発的形成メカニズムの解明」を目標とし，回転系に特有な波の解(ロスビー波)の 3波非線形相互作用による帯状流へのエネルギー輸送機構の詳細解明と，多重安定となっている解に対応するアトラクタの次元解析の二方面から，(強制力の有無を問わず)大規模帯状流形成・維持メカニズムの解明および制御の可能性について探求する。