Vollentwickelte (dreidimensionaler) Turbulenz ist charakterisiert durch eine selbstähnliche Verteilung der kinetischen Energie über die verschiedenen räumlichen Skalen. Hier wird die eingebrachte kinetische Energie zu immer kleineren Skalen transferriert. Dies nennt man die turbulente Kaskade. Aufgrund der freien Teilchenbewegung entlang des magnetischen Feldes ist die Turbulenz in magnetisch eingeschlossenen Plasmen quasi-zweidimensional auf der Fläche senkrecht zum magnetischen Feld. Quasi-zweidimensionale Turbulenz ist auch für Atmosphären relevant. In diesen Systemen tendiert die Turbulenz größere Strukturen auszubilden. Man spricht von einer inversen Kaskade. Wir finden in dem Bereich der direkten Entrophie-kasakde nichtlokale Wechselwirkung im Wellenzahlraum. Die Wirbel, die miteinander wechselwirken sind unterschiedlich groß. Das widerspricht dem Bild der Kaskade, wobei stufenweise (lokal im Wellenzahlraum) die Energie zwischen ähnlich großen Wirbeln übertragen wird.  

Relevante Publikationen

P. Manz et al. 'Bispectral experimental estimation of the nonlinear energy transfer in two-dimensional plasma turbulence' 2008 Plasma Phys. Control. Fusion 50 035008 (2008)

P. Manz, M. Ramisch, U. Stroth 'Experimental estimation of the dual cascade in two-dimensional drift-wave turbulence' Plasma Phys. Control. Fusion 51 035008 (2009)

P. Manz, M. Xu, S.C. Thakur G.R. Tynan ^'Nonlinear energy transfer during the transition to drift-interchange turbulence' Plasma Phys. Control. Fusion 53 095001 (2011)

P. Manz, G. Birkenmeier, M. Ramisch, U. Stroth 'A link between nonlinear self-organization and dissipation in drift-wave turbulence' Physics of Plasmas 19, 082318 (2012)