童文海（譯）

緒言

　　大氣穩定性之分析通常均利用絕然圖表或斜溫圖將探究報告填繪分析。 其理論依據最普遍者係採用空氣泡法（Parcel Method）。 此種分析原理係以熱力學與靜力學若千定則特別地施之於某一假定之空氣，而作探討。 究竟此種「假定」與「特別」情況是否完全能表示真實的穩定性分析，迄今仍在研究中。 空氣泡法原理係以一空氣泡（Parcel），亦即一小團空氣，升降時，假定與其周圍空氣無關，然後再與其周圍溫度比較，據此以作穩定性之研判。 此種理論現時已發現對下列各點影響，未能考慮及說明：

    1.熱對流或積雲，其周圍邊緣之混合作用影響，可減少水汽合量與上升 力。 

    2.垂直混合作用，使空中凝結水汽重作分佈，而不呈濕絕熱遞滅率。 

    3.降水蒸發之冷卻作用，使溫度變化。 

    4.摩擦作用，尤以有強烈垂直風變情形爲館。 

    5.上升氣流周圍有相當的補償性下降氣流。 

    6.空氣內部具有流體性之阻力。 

    7.雲之四周邊線有幅射與吸收作用。 

    8.冰晶凝結降水與水汽之結合作用影響不同。 

    9.細胞結構不同。 

    10.凝結水滴增加重量，減少浮力。

　　由近代對雲之物理學與大氣對流之深入研究，正在將上述各項情況逐漸納入修訂，惟尚難求其完善適用。 目前空氣泡法仍不失爲研判穩定性較適實用之理論與方法。 一般空氣熱力學圖表均係應用空氣泡法理論而設計，惟所採用各要素之常數各有不同。 尤以對水汽飽和凝結與冰凍情況之假定各有出入。 例如舊式絕熱圖對冰點以下之濕絕熱線係根據冰面上水汽壓，而新式斜溫圖等均係全部按水面上之水汽壓計算。 因空中常有過冷（Super cooling）水滴，可冷至-20°C，絕熱圖按此設計或更能接近真實情況。 又對假絕熱（Pseudo-Adiabatic）之理想情況在無降水之雲中如無結冰，其差誤甚小，惟實際情況，因有結冰潛熱存在，增加相當可觀之浮力，尤以對-10℃以下之低溫情況更爲重要。 此外在分析斜溫圖時，並應注意下列三點：

    1.虛溫之應用一分析某氣層之穩定性，理論上應以空氣虛溫（Virtual Temperature，Tv）曲線爲準，實際應用爲簡便計多以實測氣溫（T）曲線代用，此間有相當差誤，尤以對極濕與極乾相隣之氣層應用時差誤最大。 凡對濕度銳減之氣層，用氣溫（T）分析所表示之穩定度均過大。 如對濕度激增之層，則將顯示特別不穩定。 在暖面地區常可遭遇此類情況。 又應用虛溫曲線分析時，應與虛溫之濕絕熱率比較，而不應與一般氣溫之濕絕熱率比較，但一般絕熱圖多無此項虛溫濕絕熱線可用，惟其坡度餃一般氣溫濕絕率更大，即更呈不穩定情況。 故分析時可按此參考，並可假定自凝結層以上至-20°C處，氣溫與虛溫之濕絕熱線即合為一，照此修訂分析，可更精確。 又飽和空氣中之凝結水滴重量可影響虛溫，在理論上假絕熱過程中，已假定無此因素，但實際在雲中確有其影響，故可另用一種「雲之虛溫」（Cloud Virtual Temperature），即與「雲空氣」（Cloud Air，濕空氯加水滴或冰晶）同重之乾空氣之溫度，作分析時修訂參考，此種雲之虛溫較一般斜溫圖上絕熱變化率每上升100mb均約低1°C至2°C。

2.氣層之定義—通常所謂一氣層之穩定性，應係指此層內每一小空氣泡如發生升降，均具同一性質。在此層內溫度遞減率爲一常數，處處相同。至層之上下緣即有顯著之不連續性，實際應用時並不全照此條件分層，而係參以主觀與經驗之判斷。

3.時間與空間一空氣泡法理論原應僅用於極小規模的上升運動，例如大規模氣流中之小股上升運動，或自由大氣（不受地面摩擦與對流影響）中之小渦流等，但一般實用時仍予廣泛的應用。就整個大氣環流而言空氣是呈穩定性的，對流層中之穩定性變化僅屬一小部份，一不穩定情況，其四周必有一種穩定趨勢以平衡之。氣層中一小空氣泡之升降變化，在相當距離與時間內，足以代表整個氣層。