判断大气稳定度的基本方法 大气稳定度等级的划分

更新时间: 2024-05-27 10:29:41

  导语:判断大气稳定度的基本方法是什么呢?大气稳定度对天气现象有着深远的影响,而且在大气不稳定的情况下,容易形成强对流天气,如雷暴、龙卷风等极端天气现象,相反,大气层稳定时,天气较为平静,不易出现剧烈变化。因此,了解大气稳定度对于有效预测天气变化至关重要,下面就去看看大气稳定度等级的划分吧!

  判断大气稳定度的基本方法

  大气是否稳定,通常用周围空气的温度直减率(γ)与上升空气块的干绝热直减率(γd)或湿绝热直减率(γm)的对比来判断。考虑干绝热的情况:当干空气或未饱和的空气块上升△Z高度时,其温度为Ti=Tio-γd△Z;而周围的空气温度为T=T0-γ△Z。

  因为起始温度相等,即Ti0=T0.以此代入式,则得agT= g - g dD Z(2·60)(γ-γd)的符号,决定了加速度a与扰动位移△Z的方向是否一致,亦即决定了大气是否稳定。当γ0.则aγd,若△Z>0.则a>0.加速度与位移方向一致,层结是不稳定的;当γ=γd,a=0.层结是中性的。

  现举例说明:设有A、B、C三团空气,均未饱和,其位置都在离地200m的高度上,在作升降运动时其温度均按干绝热直减率变化,即1℃/100m。而周围空气的温度直减率γ分别为0.8℃/100m、1℃/100m和1.2℃/100m,则可以有三种不同的稳定度:A团空气受到外力作用后,如果上升到300m高度,则本身的温度(11℃)低于周围空气的温度(11.2℃),它向上的速度就要减小,并有返回原来高度的趋势(虚矢线所示);如果它下降到100m高度,其本身温度(13℃)高于周围的温度(12.8℃),它向下的速度就要减小,也有返回原来高度的趋势。

  因此,当γγd时,大气处于不稳定状态。

  如将以上结论用层结曲线(即大气温度随高度变比曲线)和状态曲线(即上升空气块的温度随高度变化曲线)表示出来,则(Ti为空气团温度;T为周围空气温度)。由于在干绝热过程中,气块的位温为常值,因此也可利用层结的位温随高度分布来作为稳定度的判据。

  综上所述,可以得出如下几点结论:

  1.γ愈大,大气愈不稳定;γ愈小,大气愈稳定。如果γ很小,甚至等于零(等温)或小于零(逆温),那将是对流发展的障碍。所以习惯上常将逆温、等温以及γ很小的气层称为阻挡层。

  2.当γγd时则相反,因而称为绝对不稳定。

  3.当γd>γ>γm时,对于作垂直运动的饱和空气来说,大气是处于不稳定状态的;对于作垂直运动的未饱和空气来说,大气又是处于稳定状态的。这种情况称为条件性不稳定状态。这样,如果知道了某地某气层的γ值,就可以利用上述判据,分析当时大气的稳定度。

  大气稳定度等级的划分

  1、强不稳定

  2、不稳定

  3、弱不稳定

  4、中性

  5、较稳定

  6、稳定

  这些等级对应于不同的气象条件,对污染物的稀释和扩散具有重要影响。例如,强不稳定的大气条件有利于污染物的扩散,而稳定的大气条件则不利于污染物的扩散,可能导致污染物在下风侧积累。