レイリー・テラー不安定（RTI）が、氷被覆の季節的な淡水湖で放射線駆動対流（RDC）の発動を誘導することが明らかになった。RTIは、氷の下の暖かい水が表層の冷たい水より軽くなるときに生じ、対流を起動させる重要な機構である。

研究では、二次元の直接数値計算（DNS）と線形安定性解析を組み合わせた。水の溶色度や太陽照度といった環境条件を変化させることで、RTIが湖柱内でどのように成長するかを再現した。

強い分層湖では、最初に安定した「眠りの期間」が存在し、温度勾配が重力不安定になるまで何も起こらない。RTIはその時点で成長を始め、RDCの開始を示す。一方、弱い分層湖では、温度勾配の不安定化がほぼ即座に起き、RTIが急速に成長し、対流が数時間以内に開始する場合もある。

解析から得られたRTIの波長や成長速度は、数値計算と良好に一致し、RDC開始の予測に有用であることが確認された。モデルは氷被覆を等温として扱い、三次元効果や氷の融解・成長は含まない。したがって、実際の湖では追加の三次元的な挙動や氷の状態変化が影響する可能性がある。

この研究は、RTIがRDCに不可欠であるという理論的な考えを実証的に裏付け、湖が対流混合へ移行するメカニズムを物理的に説明した。