Zmiany temperatury powietrza w troposferzetroposferatroposferze są zależne przede wszystkim od czynników zewnętrznych. Niezależnie od nich, w atmosferzeatmosferaatmosferze mogą również zachodzić zmiany temperatury bez wymiany ciepła z otoczeniem – są to przemiany adiabatyczne. Najważniejsze znaczenie mają tu zmiany temperatury związane ze zmianami ciśnienia atmosferycznego: rozprężaniu powietrza towarzyszy spadek temperatury, ściskaniu zaś jej wzrost. Związane jest to ze zmianą energii wewnętrznej ściskanej lub rozprężanej objętości powietrza. Jeżeli zmiany temperatury zachodzą w powietrzu suchym lub nienasyconym, to proces nazywamy suchoadiabatycznym, jeżeli w powietrzu nasyconym parą wodną – wilgotnoadiabatycznym.

Należy jednak pamiętać, że w atmosferze procesy czysto adiabatyczne nie występują. Zawsze równocześnie występuje wyrównywanie się temperatur przez mieszanie, przewodnictwo i promieniowanie. Jeżeli jednak rozpatruje się duże objętości powietrza i zmiany temperatury w krótkich przedziałach czasu, można założyć charakter adiabatyczny procesów.

Wartość gradientu suchodiabatycznego wynosi 1°C/100 m. Oznacza to, że na każde 100 m zmiany wysokości temperatura zmienia się o około 1°C. Największe zmiany ciśnienia w atmosferze występują w kierunku pionowym − zachodzi wówczas szybki spadek ciśnienia ze wzrostem wysokości nad powierzchnią Ziemi. Przy unoszeniu się powietrza będzie więc następowało jego rozprężanie, a przy opadaniu – sprężanie. Przy ruchach wstępujących powietrza następuje zatem jego ochładzanie, a przy ruchach opadających, zstępujących – zachodzi jego ogrzewanie adiabatyczne. W przypadku powietrza nienasyconego zmiany temperatury z wysokością zachodzą zgodnie z gradientem suchoadiabatycznymgradient suchoadiabatycznygradientem suchoadiabatycznym, a więc powietrze ochładza się (przy unoszeniu) lub ogrzewa (przy opadaniu) o ok. 1°C na każde 100 m. Przy unoszeniu się powietrza nasyconego przebieg zmian temperatury powietrza jest trochę inny. W procesie ochładzania adiabatycznego następuje kondensacja pary wodnej (po przekroczeniu temperatury punktu rosytemperatura punktu rosytemperatury punktu rosy) i wyzwolenie utajonego ciepła kondensacji. Ciepło to zostaje zużyte na ogrzanie unoszącego się powietrza. W rezultacie temperatura maleje wolniej. Spadek temperatury odbywa się zgodnie z tzw. gradientem wilgotnoadiabatycznymgradient wilgotnoadiabatycznygradientem wilgotnoadiabatycznym, który jest mniejszy od gradientu suchoadiabatycznego. Wartość tego gradientu jest zmienna w zależności od ciśnienia i temperatury. Przy najczęściej występujących wartościach ciśnienia i temperatury gradient ten wynosi od 0,6°C do 0,8°C/100 m. W powietrzu nasyconym, przy niskiej temperaturze (temperatura poniżej -20°C), wartość zbliża się natomiast do wartości gradientu suchoadiabatycznego.

Przykładem występowania przemian adiabatycznych są wiatry fenowe. Fen jest ciepłym, suchym i bardzo często porywistym wiatrem wiejącym z gór w kierunku obniżeń podgórskich. Jego nazwa pochodzi z terenów alpejskich. Ten typ wiatru miewa często inne określenia. W Tatrach mówimy o halnym, w Sudetach – o wietrze przewałowym. Fen powstaje w stosunkowo wysokich górach. Musi być bowiem spełniony warunek, aby na stoku dowietrznym wznoszące się powietrze ochłodziło się na tyle, by doszło do kondensacji pary wodnej i opadów. Po przekroczeniu górskiej wierzchowiny suche powietrze spływa w kierunku obniżeń.

Słownik