Atmosfera Ziemi nie jest oczywiście izotermiczna. Temperatura spada wraz z wysokością. Szybkość upływu temperatury w atmosferze jest szybkością spadku temperatury z wysokością, czyli jest −dT / dz.

atmosfera adiabatyczna to taka, w której p / ργ nie zmienia się w zależności od wysokości. W takiej atmosferze, jeśli bryła powietrza zostanie przesunięta adiabatycznie na wyższy poziom, jej ciśnienie i gęstość zmieni się tak, że p / ργ jest stała – i będzie równa ciśnieniu otoczenia i gęstości na nowej wysokości., Dla takiej atmosfery można obliczyć szybkość, przy której temperatura spada wraz z wysokością – adiabatyczną szybkość upływu. Wykonamy to obliczenie i zobaczymy, jak to się porównuje z rzeczywistymi wskaźnikami upływu.

jak w punkcie 8.7, warunek równowagi hydrostatycznej jest

\

ponieważ staramy się znaleźć zależność między t i z dla atmosfery adiabatycznej (tj. takiej, w której p / ργ nie zmienia się w zależności od wysokości), musimy znaleźć stosunki adiabatyczne między P I T oraz pomiędzy ρ I T.,

można je łatwo znaleźć na podstawie relacji adiabatycznej między p i ρ:

\

i równania gazu idealnego stanu:

\

eliminuj p:

\

eliminuj ρ:

\

, z której

\

\

jest to niezależne od temperatury.

jeśli przyjmiesz średnią masę molową dla powietrza na 28,8 kg kmole−1, A g na 9,8 m s−2 dla umiarkowanych szerokości geograficznych, otrzymasz dla adiabatycznej szybkości upływu dla suchego powietrza -9,7 K km−1., Obecność pary wodnej w wilgotnym powietrzu zmniejsza średnią wartość µ (i tym samym adiabatyczny upływ czasu), a rzeczywiste upływ czasu jest zwykle raczej mniejsze niż obliczone adiabatyczny upływ czasu nawet dla wilgotnego powietrza. (Obecność pary wodnej zwiększa również nieznacznie wartość γ. Skutkowałoby to nieco większą szybkością upływu, ale efekt nie jest tak wielki, jak zmniejszenie szybkości upływu spowodowane większą wartością µ. Spróbuj kilka liczb, aby przekonać się o tym.,) Standardową atmosferę Międzynarodowej Organizacji Lotnictwa Cywilnego przyjmuje w troposferze (pierwsze 11 km) na -6,3 K km-1. Co się stanie, jeśli rzeczywisty upływ czasu jest szybszy niż adiabatyczny upływ czasu? Jeśli wyobrażasz sobie bryłę powietrza, która zostanie przesunięta adiabatycznie na wyższy poziom, jego ciśnienie i gęstość zmieni się tak, że p/ργ będzie stała, a następnie znajdzie się w regionie, w którym jego nowa gęstość jest mniejsza niż nowa gęstość otoczenia. W związku z tym będzie nadal rosnąć, a atmosfera będzie niestabilna konwekcyjnie i nastąpi burza., Atmosfera jest stabilna, o ile rzeczywisty upływ czasu jest mniejszy niż adiabatyczny upływ czasu (który jest obniżony w wilgotnym powietrzu) jest niestabilny, jeśli rzeczywisty upływ czasu jest większy niż adiabatyczny upływ czasu.