Quel est le taux de déchéance?
La plupart des gens savent que les ballons météorologiques prennent des mesures. Dans ces petites boîtes suspendues à des ballons, l’une des mesures prises est le taux de déperdition atmosphérique: le taux de diminution de la température avec des hauteurs croissantes. Ces petites stations de surveillance, chacune plus petite qu'une boîte à chaussures, mesurent la température du taux de déperdition deux fois par jour pour deux types de taux de déchéance: le taux de déchéance environnemental et les taux de déchéance adiabatiques. Le taux de perte de température est important en météorologie, qui est la science de l'atmosphère chargée de prévoir les changements météorologiques, d'étudier les stabilités verticales et de surveiller la formation et le comportement des nuages.
Le taux de déchéance environnementale n’est jamais fixe mais varie de temps en temps et d’un lieu à l’autre. Lorsque des mesures sont prises à un endroit et à un moment donnés, l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) peut définir un taux de déchéance standard international, en fournissant des lectures qui varient avec des hauteurs identiques, car les couches d’inversion peuvent provoquer une augmentation de température inversée avec des hauteurs croissantes. Ces lectures du taux de déperdition dans l'environnement, comparées aux taux adiabatiques secs ou humides, peuvent signaler des stabilités ou des instabilités qu'il est important de connaître, car les paquets d'air sec ne bénéficient pas de l'élévation des paquets d'air humide.
Un taux de déchéance adiabatique sèche (DAR) se trouve dans un paquet d'air qui est scellé et a une masse fixe. Isolés de leur environnement environnant, les pressions d'un paquet d'air adiabatique sec, à l'intérieur et à l'extérieur, sont généralement adaptées et le seul moyen de modifier la température du paquet est de provoquer des modifications de ces pressions. Lorsqu'un paquet d'air monte, il subira moins de pression extérieure en raison de l'altitude et sa température se refroidira. Le taux d'expansion de refroidissement d'un paquet d'air est appelé taux de déchéance adiabatique sèche. L'augmentation du refroidissement arrive finalement au point de rosée, lorsque la condensation peut commencer à former des nuages. Quand une parcelle d'air descend, les pressions augmentent et la chaleur provoque des énergies internes formant des vents violents, tels que les vents secs de Santa Ana qui descendent parfois pour brûler Los Angeles, Californie, pendant des jours.
Le taux de déchéance adiabatique saturé (DAS) varie en fonction de la quantité d'humidité dans l'air. Les augmentations d’altitude refroidissent et dilatent les paquets d’air plus lentement dans les poches d’air humide, car leur condensation les réchauffe à l’intérieur. Le dégagement de chaleur lors de la formation de condensation est un facteur de développement des orages. L'air est stable lorsque le taux de déchéance environnementale est inférieur au taux de déchéance adiabatique humide.
La thermodynamique de l'atmosphère s'exprime en forces adiabatiques sèches et humides au sein de parcelles d'air et constitue la base des prévisions météorologiques. Une atmosphère stable se produit lorsque le taux de déperdition environnementale est supérieur au taux adiabatique sec. Pendant les périodes de forte chaleur solaire de la surface de la terre, un taux de déchéance super-adiabatique peut survenir dans le sud-ouest des États-Unis en une couche mince à la surface et instable. De même, les vents de neige à effet lacustre se déplaçant à la surface d'un lac créent des couches superficielles super-adiabatiques qui provoquent des tempêtes, lorsqu'il y a suffisamment d'humidité dans l'air.