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對流不穩定

鎖定
對流不穩定,又稱位勢不穩定。若穩定氣層被整層抬升到凝結高度以上而可能變成靜力不穩定,則稱該氣層為對流性不穩定;反之,則稱為對流穩定。 [1] 
也就是説,氣層在達到飽和以前是穩定的,因輻合氣流或對流衝擊力上升到飽和高度後,氣層轉變為不穩定。如氣層經山脈迎風坡鋒面等作用抬升時,氣層達到飽和後即轉變為不穩定,產生對流性天氣,形成雷暴龍捲等。 [2] 
中文名
對流不穩定
外文名
convective instability
別    名
位勢不穩定,或者對流性不穩定
術    語
氣象學

對流不穩定現象描述

大氣中有時發生整個氣層(厚度幾百米)的升降運動。例如,氣流經過山坡時的抬升和下沉運動,暖濕空氣在暖鋒面上的滑升運動等。這時氣層的穩定度也要發生變化。如果整層空氣抬升以後,由原來的穩定層結趨向於不穩定層結,則稱為對流不穩定,亦稱為位勢不穩定。
對流不穩定往往產生強對流,形成暴雨雷暴甚至冰雹災害性天氣

對流不穩定形成條件

在大範圍空氣層的上升運動中,由於水汽條件不同,不同高度的空氣將先後達到飽和並釋放潛熱。若氣層下部先飽和,上下温差將增大而使不穩定性增強。水汽來源於地面,常是氣層下部濕度大,所以對流不穩定氣層是常出現的。這是一種潛在不穩定,即當時的氣層處於靜力穩定狀態,需要有外加抬升力作為觸發機制,如氣層經山脈迎風坡鋒面等作用抬升時,氣層達到飽和後即轉變為不穩定,亦即潛在不穩定才能轉化成真實不穩定。 [1-2] 

對流不穩定產生機理

對流不穩定,又稱位勢不穩定,是指整層氣層被抬升後氣層的穩定狀態。靜力穩定、水汽呈下濕上幹分佈的氣層受迫抬升時,整個氣層温度都首先按幹絕熱遞減率下降,但氣層下部將率先達到飽和,並釋放潛熱;當氣層下部達到飽和後,按濕絕熱直減率降温,而氣層上部因未達到飽和仍按幹絕熱直減率降温,導致氣層下部的降温速度小於氣層上部的幹絕熱降温,結果整個氣層的温度遞減率將變大,甚至大於濕絕熱遞減率,亦即該氣層上部降温多,下部降温少,從而導致靜力穩定氣層轉化成了不穩定氣層。 [3-4] 
具有這種層結的氣層稱為對流不穩定氣層。沒有擾動時,它們呈現的是穩定氣層特徵,一旦氣層發生氣流越山、輻合等受迫抬升過程後,就有可能演變為不穩定氣層,而釋放大量不穩定能,形成強對流天氣
這種對流性不穩定氣層必然被地形、鋒面等抬升到一定高度後才表現出來。夏季從太平洋進入中國的氣流,有的即處於對流性不穩定狀態。 [4] 
參考資料
  • 1.    《環境科學大辭典》編輯委員會.環境科學大辭典:中國環境科學出版社,1991:143
  • 2.    農業大詞典編輯委員會.農業大詞典:中國農業出版社,1998:367
  • 3.    劉敏,方如康 .現代地理科學詞典:科學出版社,2009:118
  • 4.    鄧綬林.地學辭典:河北教育出版社,1992:204