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大气静力稳定度是指大气层结对于空气团垂直运动的稳定性,它决定了空气团在受到扰动后是返回原位、远离原位还是随遇平衡。判断大气静力稳定度通常采用“气块法”。以下是具体的判断方法:
气块法
任取单位体积气块,考虑其垂直方向上的运动方程。
如果气块上升时温度高于周围空气,或下降时温度低于周围空气,气块会有继续移动的趋势,表明大气不稳定。
如果气块上升时温度等于周围空气,或下降时温度等于周围空气,气块会随遇平衡,表明大气中性稳定。
如果气块上升时温度低于周围空气,或下降时温度高于周围空气,气块有返回原位的趋势,表明大气稳定。
温度递减率(Γ)
大气温度递减率(Γ)描述的是单位高度上温度的变化。
当气块的干绝热递减率(Γd)大于温度递减率(Γ)时,气块上升时会比周围空气冷,下降时会比周围空气暖,导致气块有返回原位的趋势,大气稳定。
当Γ等于Γd时,气块在上升或下降过程中与周围空气温度相同,大气中性稳定。
当Γ小于Γd时,气块上升时会比周围空气暖,下降时会比周围空气冷,气块有远离原位的趋势,大气不稳定。
大气静力稳定度是影响天气系统发展和对流运动的重要因素。例如,热带地区的大气通常处于条件性不稳定状态,这有利于对流运动的发生