正压不稳定(barotropic instability)是满足
正压性假设的地球流体由速度的纬向分布不均所带来的不稳定,是波动不稳定的一种。
在
正压大气中,运动系统在垂直方向没有变化,但在水平面上
流场并非均匀。在一定条件下,由于
风场的水平结构而可以造成扰动的不稳定发展,即出现正压不稳定。
要出现正压不稳定,在区域的某个地方,
绝对涡度必须有极大值或极小值,方能出现正压不稳定。其中,y1,y2分别指两个纬度。
理论分析时假定沿着y=y1,y=y2的两个纬圈各存在着一个刚壁,流体及其运动都被限制在这两个刚壁之间。在实际大气中虽然没有这样的刚壁,但如果扰动的
振幅在刚壁所在的纬度处变得很小,我们也可以近似地考虑这样的理想边界,在边界上应该没有扰动。
在正压不稳定情况下,波动增幅发展的能量只能来自基本气流,同这种由基本气流释放给
扰动动能的过程相配合,在
绝对涡度极小值所在纬度附近,
槽线呈东北-西南向;在绝对涡度极大值所在纬度附近,槽线呈西北-东南向。
在正压不稳定的情况下,最不稳定波的波长不可能很长,也不可能太短,不稳定波的波长界限又同
基本气流的分布有关,一般来讲,波长为2000 - 8000km的扰动容易出现正压不稳定。
实际情况表明,在中高纬度地区,大气的
斜压性比较明显,虽然扰动发展也会有正压不稳定的情况,但经常遇到的却是
斜压不稳定,或者主要为斜压不稳定、也同时有正压不稳定因素。在低纬度地区,大尺度大气运动基本上可以是正压的,因此,正压不稳定在那里相对更为重要,一些研究已经表明,不少低纬度地区扰动的初期激发都同正压不稳定有关,例如
季风低压和
辐合带中的
天气尺度扰动。