On the basis of gyrokinetic theory, we derive nonlinear equations for the zonal flow (ZF) generation in intermediate-scale electron temperature gradient (ETG) turbulence (with wavelength much shorter than the ion Larmor radius but much longer than the electron Larmor radius) in nonuniform tokamak plasmas. Both the spontaneous and forced generation of ZFs are kept on the same footing. The resultant Schrödinger equation for the ETG amplitude is characterized by a Navier–Stokes type nonlinearity, which is typically stronger than the Hasegawa–Mima type nonlinearity resulting from the fluid approximation. The physics underlying the three stages of ZF generation process is clarified, and the role of parallel mode structure decoupling is discussed. It is found that ZFs can be more easily excited in the intermediate-scale ETG turbulence than in the short wavelength regime.
ジャイロ運動論に基づき、非一様トカマクプラズマにおける中間スケールの電子温度勾配(ETG)乱流（波長がイオンラーマー半径よりはるかに短いが、電子ラーマー半径よりはるかに長い）における帯状流(ZF)生成のための非線形方程式を導出する。自発的および強制的なZF生成の両方を同等に扱う。結果として得られるETG振幅に対するシュレーディンガー方程式は、ナビエ–ストークス型非線形性によって特徴づけられ、これは通常、流体近似から生じる長谷川–三間型非線形性よりも強い。ZF生成過程の3つの段階の背後にある物理を明らかにし、平行モード構造の分離の役割について議論する。ZFは短波長領域よりも中間スケールのETG乱流においてより容易に励起され得ることが見出された。