在大氣滿足靜力平衡的條件下，用來衡量氣塊在垂直方向上離開初始位置之後能否返回原有平衡位置的標準。
基本介紹
- 中文名：靜力穩定度
- 外文名：staticstability
- 相關術語：層結穩定度，絕對穩定
- 學科分支：動力氣象學
描述,數學定義,大氣穩定度和污染,判據,氣塊法,埃瑪圖（T-lnp圖）法,
描述
當大氣處於靜力平衡的狀態時，一個氣塊受到的空氣浮力和自身重力相等，則會在垂直方向上處於一個平衡位置；當受到外力（動力或熱力）的作用，就會使氣塊偏離平衡位置產生向上或向下的垂直運動；這種偏離平衡位置的垂直運動能否繼續發展，是由大氣溫度和濕度的垂直分布所決定的。大氣所具有的這種影響垂直運動的特徵稱為大氣的靜力穩定度，也稱層結穩定度。
數學定義
運用數學的方式，計算式推導如下：
氣塊的垂直加速度等於其所受浮力和重力的和，即
 | ① |
由於靜力平衡，有
 | ② |
將②代入①，可得氣塊垂直加速度與內外密度差的關係
 | ③ |
式中 w——垂直運動加速度；
ρ——氣塊密度；
ρ1——環境空氣密度；
P ——空氣壓強；
g ——重力加速度；
B ——淨的阿基米德浮力。
根據判據B，可以得知氣塊的運動趨勢：
B>0，表示加速度為正，即氣塊上升到新位置之後，由於密度比空氣密度小，將繼續上升；
B<0，表示加速度為負，即氣塊上升到新位置之後，由於密度比空氣密度大，將下降；
B=0，表示加速度等於零，氣塊靜止不動。
大氣穩定度和污染
大氣中污染物的擴散情況和大氣穩定度有直接的關係，選擇有利於污染物擴散的天氣形勢排放廢氣，有助於緩解生產帶來的空氣污染。
一般在陰天或者大風的天氣條件下，大氣多呈中性，污染物在垂直方向緩慢均勻擴散，水平方向擴散較好；在太陽輻射強的晴天，大氣為不穩定狀態，污染物在垂直方向上呈現較明顯的起伏運動，垂直擴散較充分，但容易在源地附近堆積，形成一個高濃度區域，造成局地嚴重污染；在晴天的傍晚，近地層容易形成逆溫，此時低層大氣穩定而高層大氣不穩定，則污染物在逆溫層上部向上方擴散，若污染源高度較高，則對地面污染較小；晴天的夜晚，大氣穩定，污染物垂直擴散緩慢，水平方向隨風向緩慢擴散，若污染源高度較低，容易造成地面空氣嚴重污染；日出後2～3小時內，低層大氣形成不穩定層結，高層仍為逆溫，污染物無法向上擴散，只能向下蔓延，造成地面空氣污染嚴重，這是城市和工業區早晨煙霧瀰漫的原因之一。
判據
氣象上常用氣塊法和埃瑪圖法來分析大氣的靜力穩定度。
氣塊法
一般使用氣塊內外虛溫差來討論靜力穩定度，可將方程變換為
 | ④ |
氣塊離開平衡位置之後，溫度變化為
 | ⑤ |
環境溫度變化為
 | ⑥ |
因此可得氣塊加速度為
 | ⑦ |
式中 T——氣塊溫度；
T1——環境大氣溫度；
T0——初始溫度；
γ——氣塊垂直減溫率；
Γ——環境垂直減溫率；
根據氣塊和環境垂直減溫率的差值（Γ-γ），可判斷大氣層結穩定度（如圖1）：
Γ>γ，氣塊有離開平衡位置的傾向，稱大氣具有負靜力穩定度，即絕對不穩定；
Γ<γ，氣塊有回到平衡位置的傾向，稱大氣具有正靜力穩定度，即絕對穩定；
Γ=γ，氣塊無垂直運動，大氣層結穩定，稱零穩定，即中性。
圖1 層結穩定類型埃瑪圖（T-lnp圖）法
利用埃瑪圖（T-lnp圖）可以更方便的判斷氣層的靜力穩定度，如圖2。判斷依據為：
Γ>γd，氣層達到超絕熱狀態，對於未飽和氣塊和飽和氣塊均為絕對不穩定；
γd>Γ>γs，大氣層結對飽和氣塊是不穩定的，對未飽和氣塊是穩定的，即條件性不穩定；
Γ<γs，對於未飽和氣塊和飽和氣塊均為絕對穩定。
圖2 靜力穩定度類型