a atmosfera terrestre não é, naturalmente, isotérmica. A temperatura diminui com a altura. A taxa de perda de temperatura em uma atmosfera é a taxa de diminuição de temperatura com a altura, ou seja, é −dT/dz.uma atmosfera adiabática é aquela em que P/ργ Não varia com a altura. Em tal atmosfera, se um pedaço de ar é movido adiabaticamente para um nível mais elevado, sua pressão e densidade irá mudar de modo que P/ργ é constante – e será igual à pressão ambiente e densidade na nova altura., Para essa atmosfera, é possível calcular a taxa a que a temperatura diminui com a altura – a taxa de lapso adiabático. Vamos fazer este cálculo e ver como se compara com as taxas efectivas de caducidade.
Como em Secção 8.7, a condição de equilíbrio hidrostático é
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uma vez que estamos a tentar encontrar uma relação entre T e z para um adiabática atmosfera (i.e. aquele em que P/ργ não variam com a altura), precisamos encontrar o adiabática relações entre P e T e entre ρ e T.,
Estas são facilmente encontrados a partir da adiabática relação entre P e ρ:
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e a equação de gás ideal de estado:
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Eliminar P:
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Eliminar ρ:
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do que
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Este é independente da temperatura.se a massa molar média do ar for de 28,8 kg kmole−1, e g de 9,8 m s-2 para latitudes temperadas, obtém−se a taxa de lapso adiabático do ar seco-9,7 K km-1., A presença de vapor de água no ar úmido reduz o valor médio de µ (e, portanto, a taxa de lapso adiabático), e as taxas de lapso reais são geralmente um pouco menos do que as taxas de lapso adiabático calculadas mesmo para o ar úmido. (A presença de vapor de água também aumenta ligeiramente o valor de γ. Isto resultaria em uma taxa de lapso ligeiramente maior, mas o efeito não é tão grande quanto a redução na taxa de lapso causada pelo maior valor de µ. Tenta alguns números para te convenceres disto., A Atmosfera padrão da organização da Aviação Civil Internacional leva a taxa de lapso na troposfera (os primeiros 11 km) para -6,3 K km−1. O que acontece se a taxa de lapso real for mais rápida do que a taxa de lapso adiabático? Se você imaginar um pedaço de ar a ser movido adiabaticamente para um nível mais elevado, sua pressão e densidade mudarão de modo que P/ργ seja constante, e então ele se encontrará em uma região onde sua nova densidade é menor que a nova densidade ambiente. Consequentemente, continuará a subir, e a atmosfera será convectivamente instável, e uma tempestade se seguirá., A atmosfera é estável enquanto a taxa de lapso real for menor que a taxa de lapso adiabático (que é reduzida em ar úmido) é instável se a taxa de lapso real for maior que a taxa de lapso adiabático.