大氣的各種運動狀態，可以看成是基本氣流和各種不同尺度的擾動（波動）疊加的結果。疊加在緯向的帶狀基本氣流(ū )上的擾動
基本介紹
- 中文名：大氣動力不穩定性
- 外文名： dynamic instability of atmosphere
- 分類：正壓不穩定 斜壓不穩定
- 學科：動力氣象學
英文表達,正壓不穩定,斜壓不穩定,
英文表達
，有三種可能的變化：①隨時間而增強（發展），按氣象界的習慣，稱為不穩定；②基本上保持原有的強度，即所謂穩定或中性；③隨時間而衰減，即所謂阻尼。通常，稱波的不穩定性為動力不穩定。擾動發展，必須供給能量，根據能源的不同，可將動力不穩定區分為正壓不穩定和斜壓不穩定兩種。
正壓不穩定
若視大氣為正壓大氣，則基本氣流只能有水平切變。假定基本氣流(ū )主要在南北方向有切變，即ū =ū (у)，在一定的條件下，這樣具有南北切變的緯向氣流中擾動可能是不穩定的。因為正壓大氣不能釋放全勢能，所以，引起擾動不穩定發展的能量，只能來自其平均動能（見大氣能量）。具有這一特徵的擾動的不穩定發展，稱為正壓不穩定。郭曉嵐(1949)最早研究了行星波（即長波）的正壓不穩定，得到了正壓不穩定的必要條件：在流場內至少有一點滿足
其中β為羅斯比參數(見大氣波動)。這一條件表明，只有在基本氣流的流場中絕對渦度（見大氣動力方程）有極大值或極小值時，擾動才有可能發展。
斜壓不穩定
在斜壓大氣中，引起動力不穩定的能量,主要來自基本氣流的全勢能,在擾動發展過程中全勢能將轉換成擾動的動能。這種擾動的不穩定發展，稱為斜壓不穩定。最早注意到斜壓大氣中行星波的動力不穩定的，是中國氣象學家趙九章。後來美國科學家J.G.查尼和氣象學家E.T.伊迪對斜壓不穩定進行了深入的研究，提出了比較符合實際大氣情況的斜壓不穩定理論。他們的理論結果表明，當行星波的波長大於臨界波長時，波動將是不穩定的，而臨界波長隨著靜力穩定程度（見大氣靜力穩定度）的增加而增加，在中緯度對流層的典型條件下，臨界波長約為3000公里。此外，波動的增長率和大氣的斜壓性有關，斜壓性愈強波動增強得愈快。
行星波的斜壓不穩定對於了解天氣系統的發展有很重要的意義，是近代動力氣象學中的一個重大發現。
