自从Chamey和Eady对斜压大气不稳定的研究开展以来，吸引了众多的关注。对于不稳定，研究主要是用本征值方法，描述本征问题本征值的特性，从而反映流体中的不稳定问题；在另一方面，波包的发展更加真实地描述天气现象，从上世纪80年代以来，波包不稳定的发展得到详细的研究，其时空演变问题引起了广泛的关注；而且，非线性不稳定问题的研究极大程度上弥补了线性不稳定的缺陷，更加符合真实天气现象，它主要讨论不稳定扰动的生命周期及其饱和平衡态问题。　　 虽然本征值问题能够描述大气中正、斜压不稳定的问题，但是在数学上解析解难以求得，数学解析解对物理的解释常常失效等困难都不可避免。研究不稳定的另一途径是用初始值方法，即研究基本场中初始扰动的演变，从而能够反映基本流中扰动的稳定性问题。但传统初始方法存在其局限性，例如只能描述均匀切变场，对于更加真实大气不稳定问题的研究受到限制；只能描述伴随波包扰动的瞬时发展；不能描述绝对不稳定与本征不稳定问题。　　 三维射线方法对自由大气中扰动的演变和发展的成功描述，使得对含临界层的切变流中不稳定问题研究较初始值方法又有了一个新的途径。因为通过三维射线方法，可以给出基本场内任意初始扰动的时间演变轨迹，伴随轨迹上的扰动能量可以用来描述扰动随时间变化的不稳定问题。其优点有：可以描述正、斜压的混合问题；可以定量地给出初始扰动的传播路径以及能量增长与衰减；能够描述出本征不稳定模态；可以给出扰动不稳定分布场等。　　 本文应用三维射线方法的研究结果表明：　　 对于正压，向北运动的扰动在正切变流中不稳定，在负切变流中稳定，辐散和临界层都对不稳定存在限制作用，急流减弱β效应，使得扰动能够在临界层之间振荡，环境位涡梯度的变号使得扰动在临界层附近存在着拐点，从而能量增长周期性出现，形成本征不稳定。　　 对于斜压不稳定，切变强度越大，向上扰动发展越快，但是持续时间短，不利于扰动长时间发展，B效应对不稳定存在抑制作用，临界层存在也可能抑制不稳定的发展，但垂直模态的变化也使得扰动能在下临界层附近产生扰动拐点，使得能量增长显著。　　 对于存在纬向和垂直方向切变的急流，根据给定在急流区内不同位置相同的初始扰动来分析急流内不稳定分布场得到：对于向北的初始扰动，不稳定区域发生在急流南侧，对于向上运动，最不稳定区域在急流南下侧，对于向下运动，最不稳定区域在急流南侧上部和下部；对于向南的初始扰动，不稳定区域发生在急流北侧，对于向上运动，最不稳定区域在急流北下侧，对于向下的运动最不稳定区域在急流北侧上部和下部。而且初始扰动斜压结构增强，低纬度不稳定减弱而高纬度的不稳定增加。　　 这些结果丰富了过去关于不稳定的研究。