Jordens atmosfære er selvfølgelig ikke isotermisk. Temperaturen avtar med høyden. Temperaturen lapse rate i en atmosfære som er frekvensen av reduksjon av temperaturen med høyden, det vil si, det er −dT/dz.
En adiabatic atmosfære er en i som P/ργ ikke varierer med høyden. I en slik atmosfære, hvis en klump av luft er flyttet adiabatically til et høyere nivå, sin trykk og tetthet vil endre slik at P/ργ er konstant og vil være lik den omgivende trykk og tetthet på ny høyde., For en slik atmosfære er det mulig å beregne hastigheten som temperaturen synker med høyden – det adiabatic lapse rate. Vi skal gjøre denne beregningen, og se hvordan det er sammenlignet med faktiske lapse priser.
Som i Punkt 8.7, tilstanden for hydrostatisk likevekt er
\
Siden vi prøver å finne en relasjon mellom T og z for en adiabatic atmosfæren (dvs. en som P/ργ ikke variere med høyden), vi trenger å finne adiabatic forholdet mellom S og T, og mellom ρ og T.,
Disse er lett å finne fra adiabatic forhold mellom P og ρ:
\
og den ideell gass ligningen av tilstand:
\
Eliminere P:
\
Eliminere ρ:
\
som
\
\
Dette er uavhengig av temperatur.
Hvis du tar bety molar masse for luft for å bli 28.8 kg kmole−1 og g for å være 9.8 m s−2 for tempererte breddegrader, får du for adiabatic lapse rate for tørr luft -9.7 km K−1., Tilstedeværelse av vann og damp i fuktig luft reduserer gjennomsnittlig verdi av µ (og dermed adiabatic lapse rate), og faktiske lapse priser er vanligvis heller mindre enn den beregnede adiabatic lapse priser selv for fuktig luft. (Tilstedeværelse av vanndamp øker også litt verdien av γ. Dette vil resultere i en litt større lapse rate, men effekten er ikke så stor som reduksjonen i lapse rate forårsaket av større verdi av µ. Prøv noen tall å overbevise deg selv om dette.,) Den Internasjonale Organisasjonen for Sivil Luftfart Standard Atmosfære tar lapse rate i troposfæren (første 11 km) for å være -6.3 km K−1. Hva skjer hvis den faktiske lapse rate er raskere enn adiabatic lapse rate? Hvis du forestille deg en klump av luft for å bli flyttet adiabatically til et høyere nivå, sin trykk og tetthet vil endre slik at P/ργ er konstant, og det vil deretter finne seg selv i en region hvor det nye tetthet er mindre at de nye omgivelsene tetthet. Følgelig, det vil fortsette å stige, og atmosfæren vil være convectively ustabil, og en storm vil følge., Atmosfæren er stabil så lenge den faktiske lapse rate er mindre enn adiabatic lapse rate (som er redusert i fuktig luft) er ustabil dersom den faktiske lapse rate er større enn adiabatic lapse rate.