大气稳定度 大气稳定度daqi wending du表示大气层结特性对气块铅直位移影响的程度，又称大气层结稳定度。大气层结是大气温度在铅直方向的分布，用γ表示。一般说，对流层大气的温度铅直分布是随高度升高而递减的，平均每上升1000米气温下降6.5℃，然而受大气中种种过程的影响，实际大气层结的分布是不均匀的，也是不固定的，有时很大，不仅大于湿绝热直减率γm（饱和湿空气在绝热过程中的温度直减率），甚至大于干绝热直减率γa（见大气绝热过程条）；而有时大气层结又很小，不仅小于γd，甚至小于γm。
一个气块受外力冲击后，其运动趋势是加速运动还是减速运动取决于受力状况。在地球重力场中，气块要受到铅直方向上的两个力作用： 一个是重力，方向指向下；另一个是铅直气压梯度力，方向指向上。当两个力大小相等时，气块不上不下，处于平衡状态； 当重力大于铅直气压梯度力时，气块具有向下的加速度，产生下降运动； 当重力小于铅直气压梯度力时，气块具有向上的加速度，产生上升运动。重力和铅直气压梯度力 （也就是浮力） 之差即是气块在铅直方向上受到的合力，实质上是气块密度(ρ')与周围大气密度(ρ)之差，也可以看成是气块温度与周围大气温度之差。如果气块温度高于周围大气的温度，也就是ρ'<ρ，则浮力大于重力，气块要上升； 反之，气块温度低于周围大气温度，ρ'>ρ，则浮力小于重力，气块要下沉； 若气块温度等于周围大气温度，即ρ'=ρ，浮力为零，则气块与周围大气处于平衡状态。
运动气块在铅直运动过程中的温度变化是绝热变化，当气块未饱和时按干绝热直减率(γd)变化；当气块已经饱和时按湿绝热直减率(γm)变化，只此两种。而周围自由大气的温度铅直分布(γ)可能多种多样，既可以大于γd，也可以小于γm，或者介于γd和γm之间，这就使得运动气块同周围大气间的对比关系非常复杂。假设周围自由大气的温度层结γ=1.2℃/100米，对未饱和运动气块来说，作上升运动时按干绝热γd减温，因为γd<γ，运动气块在上升过程中温度始终高于周围气层温度，在准静态条件下，气块将受到浮力作用不断加速上升。反之，气块开始下沉时，按γd增温，γd <γ，则气块在下沉过程中温度始终低于周围气层温度，气块受到的合力为负，将不断加速下沉。这时的大气层结对未饱和的运动气块而言，是不稳定的，对已饱和的湿空气块，显然是更不稳定的，因而称为绝对不稳定。假设气层层结很小而且小于γm，则不论是已饱和气块或未饱和气块，当其作上升运动时，γm或γd都大于γ，结果，运动气块的温度都低于同高度周围气层的温度，其铅直方向的合力为负，上升气块产生减速，有返回原位置的趋势。如果气块作下沉运动，则气块温度处处高于同高度周围气层的温度，其铅直方向合力为正，下沉气块产生减速，有返回原位置的趋势。这种气层层结对未饱和的或已饱和的气块来说都是稳定的，称为绝对稳定。假若气层层结γ介于γd和γm之间，即γm<γ<γd，则气层层结对未饱和气块而言是稳定的，对已饱和气块而言是不稳定的，称为条件不稳定。假若气层层结γ=γd或γ=γm，则对未饱和气块或已饱和气块，处于中性平衡状态。可见大气层结不是表示大气中已经存在着的对流运动，而是描述大气的层结状态，这种状态的作用只有当空气发生扰动以后才能表现出来。 ☚ 大气绝热过程 大气湿度 ☛ 大气稳定度气块受来自任何方向的扰动后，返回或远高原平衡位置的趋势和程度。受扰动后有返回原平衡位置的趋势，是稳定的；受扰动后有远离原平衡位置的趋势，则是不稳定的。处于静力平衡的大气稳定度称“静力稳定度”，对判断强对流性天气的产生和发展有重要作用；处于平衡运动状态的大气稳定度称“动力稳定度”，对判断低气压的发生发展有重要作用。实际大气的稳定度需同时考虑两种稳定度。 大气稳定度大气气块受扰动后返回、远离原平衡位置或平衡运动状态的趋势和程度。 |