静力稳定度

当大气处于静力平衡的状态时，一个气块受到的空气浮力和自身重力相等，则会在垂直方向上处于一个平衡位置；当受到外力（动力或热力）的作用，就会使气块偏离平衡位置产生向上或向下的垂直运动；这种偏离平衡位置的垂直运动能否继续发展，是由大气温度和湿度的垂直分布所决定的。大气所具有的这种影响垂直运动的特征称为大气的静力稳定度，也称层结稳定度。

运用数学的方式，计算式推导如下：

气块的垂直加速度等于其所受浮力和重力的和，即

①

由于静力平衡，有

②

将‚②代入①，可得气块垂直加速度与内外密度差的关系

③

式中w——垂直运动加速度；

ρ——气块密度；

ρ1——环境空气密度；

P——空气压强；

g——重力加速度；

B——净的阿基米德浮力。

根据判据B，可以得知气块的运动趋势：

B>0，表示加速度为正，即气块上升到新位置之后，由于密度比空气密度小，将继续上升；

B<0，表示加速度为负，即气块上升到新位置之后，由于密度比空气密度大，将下降；

B=0，表示加速度等于零，气块静止不动。

大气中污染物的扩散情况和大气稳定度有直接的关系，选择有利于污染物扩散的天气形势排放废气，有助于缓解生产带来的空气污染。

一般在阴天或者大风的天气条件下，大气多呈中性，污染物在垂直方向缓慢均匀扩散，水平方向扩散较好；在太阳辐射强的晴天，大气为不稳定状态，污染物在垂直方向上呈现较明显的起伏运动，垂直扩散较充分，但容易在源地附近堆积，形成一个高浓度区域，造成局地严重污染；在晴天的傍晚，近地层容易形成逆温，此时低层大气稳定而高层大气不稳定，则污染物在逆温层上部向上方扩散，若污染源高度较高，则对地面污染较小；晴天的夜晚，大气稳定，污染物垂直扩散缓慢，水平方向随风向缓慢扩散，若污染源高度较低，容易造成地面空气严重污染；日出后2～3小时内，低层大气形成不稳定层结，高层仍为逆温，污染物无法向上扩散，只能向下蔓延，造成地面空气污染严重，这是城市和工业区早晨烟雾弥漫的原因之一。