大氣穩定度的觀念.doc

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1、穩定度的觀念: (文/張琬玉，圖片來源：Ahrens,C.D.,2000：MeteorologyToday.SixthEdition,Brooks/Cole)　以一顆山頂上的大球為例，若施力將大球往下一推，則不需再施予額外的力球也會繼續往下滾，這就是不穩定的情況；相反的，若將山谷下的大球往山上推，若是沒有持續施力，則球會往下滑回原點，這就是穩定的情況。　在大氣中，我們想像一個氣塊的移動就像例子中的球一樣，並假設氣塊在移動的過程中不與外界環境產生能量的交換（也就是絕熱的情況），當未飽和氣塊受外力上升，上方環境壓力較低，使氣塊膨

2、脹、溫度降低，此氣塊溫度隨著高度上升而降低的程度稱為乾絕熱遞減率，為定值（每上升一千公尺，溫度下降十度）。當空氣塊上升冷卻時，相對濕度增加，如果有凝結產生將釋放潛熱，則氣塊隨高度上升而降低溫度的程度將比乾絕熱的情況來的小，此溫度遞減率稱為濕絕熱遞減率，一般以平均值（每上升一千公尺，溫度下降六度）表示。　   氣塊上升後溫度的變化與周圍環境相比較，若氣塊上升後的溫度仍比周圍環境高，則氣塊(溫度高、密度小、輕)將會繼續上升，這就是不穩定的情況，若氣塊溫度比周圍環境低，則氣塊(溫度低、密度大、重)會掉回原來的位置，這就是穩定的情況

3、。有了以上溫度遞減率的觀念再與實際環境溫度遞減率比較，大氣可以分成以下幾種情況：　　絕對穩定:　  (a)環境溫度遞減率（4℃/1000m）小於乾絕熱遞減率（10℃/1000m），當氣塊上升時溫度隨高度遞減的情形如圖右方所示。當未飽和空氣塊上升至一千公尺高空，環境為26℃、氣塊為20℃，氣塊溫度比環境低，氣塊將掉回原位。在任一高度氣塊溫度皆比環境溫度低，且兩者差值隨高度增加。(b)環境溫度遞減率（4℃/1000m）小於濕絕熱遞減率（6℃/1000m），當飽和氣塊上升時，在任一高度氣塊溫度皆比環境溫度低。(a)(b)中，上升的

4、空氣比環境冷且重，上升後會再下沈，故當環境溫度遞減率（4℃/1000m）小於濕絕熱遞減率（6℃/1000m），是絕對穩定的情況。　　　絕對不穩定  (a)環境溫度遞減率（11℃/1000m）大於乾絕熱遞減率（10℃/1000m），當未飽和氣塊上升時，在任一高度氣塊溫度皆比環境溫度高。  (b)環境溫度遞減率（11℃/1000m）大於濕絕熱遞減率（6℃/1000m），當飽和氣塊上升時，在任一高度氣塊溫度皆比環境溫度高。上升中的氣塊比環境暖且輕，上升後仍會持續上升，故當環境溫度遞減率（11℃/1000m）大於乾絕熱遞減率（10℃

5、/1000m），是絕對不穩定的情況。　　　　條件不     當環境溫度遞減率（7℃/1000）介於乾絕熱遞減率（10℃/1000）和濕絕熱遞減率（6℃/1000）之間，為條件不穩定。若氣塊未飽和，將沿乾絕熱遞減率上升，上升過程中氣塊溫度比環境低，不會持續上升，為穩定情況（如圖a）。若氣塊飽和，將沿濕絕熱遞減率上升，上升過程中氣塊溫度比環境暖，會持續上升，為不穩定的情況（如圖b）。