张艾迪 (Aidi Zhang)

我的研究兴趣聚焦在如何运用计算流体力学（CFD）揭示地球及天体物理流动背后的物理机制。我的博士课题聚焦于木星上的涡旋。人类对木星涡旋的观测可以追溯到罗伯特·胡克（Robert Hooke）在1665年的发现。木星涡旋往往寿命极长，其中最著名的当属“大红斑”（GRS），一个在木星大气中长期存在的反气旋 （自从1857年以来持续存在！）。由于木星上的动力学时间尺度跨度极大，模拟这些涡旋的演化过程极具挑战。例如，浮力时间尺度仅约10分钟，科里奥利时间尺度约为10小时，而涡旋的旋转周期则长达5天左右。系统中十分快速的动力学过程使得直接进行长期模拟的计算成本极高。为此，我基于拟谱法（pseudo-spectral method）开发了课题组自主研发的程序，专门应对木星大气的复杂情况，不仅处理了其显著的可压缩性（流体力学中的“滞弹性（anelastic)流”），还攻克了跨时间尺度模拟的难题。借助这一新方法，我们关于木星涡旋三维结构的研究已顺利发表在《流体力学杂志》（Journal of Fluid Mechanics）上。基于数值模拟和稳定性分析，我们预测木星涡旋的三维结构应该是随高度衰减的锥状结构。

现在，我是斯坦福大学“对流与气候”研究组的博士后研究员。我的研究方向转向了大气河（一种能引发暴雨和洪水的狭长水汽带）的动力学机制。研究中，我主要借助通用地球系统模式（CESM2）以及双层浅水模式 (two-layer shallow water model)开展工作。我们近期发表的研究基于水汽动能（Vapor Kinetic Energy)框架对全球大气河的研究揭示了他们的演化机制的相似性。大气河的增长主要基于势能向动能的转化 （PE-to-KE conversion）；他们的水平移动与VKE的水平辐合相关。与此同时，我也在积极探索气候领域中其他与地球物理流体力学相关的问题。

科研之余，我热爱徒步与摄影。我的镜头常常对准星空，去捕捉那些令人震撼的天文奇观，感受宇宙的独特魔力。在这里和大家分享两张我的摄影作品：第一张是2012年6月6日在广州拍摄的金星凌日；第二张则是2017年8月17日在俄勒冈州马德拉斯（Madras, Oregon）记录下的日全食。这些画面至今仍让我深感震撼。当初观测金星凌日的时候与同好们相约下次金星凌日再聚（2117年）， 所以我的其中一个（小）目标是再活个一百年😉