將850毫巴(百帕)上的空氣質點沿乾絕熱線上升到凝結高度後,再沿濕絕熱線上升到500毫巴,以500毫巴上的環境溫度減去該上升點的溫度,所得的差數為沙氏指數。如指數〈0,表示上升空氣質點的溫度高於環境溫度,大氣不穩定,負值越大,不穩定程度也越大;如指數〉0,表示上升空氣質點的溫度低於環境溫度,大氣穩定,正值越大,穩定程度也越大。
沙氏指數SI 小塊空氣由850hPa開始,乾絕熱地上升到抬升凝結高度(LCL),然後再按濕絕熱遞減率上升到500hPa,在500hPa上的大氣實際溫度()與該上升氣塊到達500hPa時的溫度()的差值,即為SI(SI=-)。如SI0表示氣層較穩定,如SI0則表示氣層不穩定,負值越大,氣層越不穩定。注意:若在850hPa與500hPa之間存在逆溫層或鋒面時,則SI無意義。
簡化沙氏指數SSI 將850hPa上的小氣塊按乾絕熱遞減率上升到500hPa,500hPa上大氣的實際溫度與該上升氣塊的溫度的差值即為SSI(SSI=-)。因為在一般情況下,環境溫度遞減率小於乾絕熱遞減率,所以在一般情況下,SSI0.SSI的正值越小,表示氣層越不穩定。