Hva er bortfallsfrekvensen?
De fleste vet at værballonger foretar målinger av noe slag. I de små boksene som er hengt opp fra ballonger, er en av målingene den atmosfæriske forfallshastigheten: hastigheten for temperaturnedgang med stigende høyder. Disse små overvåkingsstasjonene, hver mindre enn en skoeske, tar temperaturavlesninger to ganger om dagen for to typer forfallshastigheter: miljøforkjøringshastigheten og adiabatiske forfallshastigheter. Temperaturs bortfallsfrekvensen er viktig i meteorologien, som er den atmosfæriske vitenskapen som er ansvarlig for å predikere værforandringer, studere vertikale stabiliteter og overvåke skyformasjon og oppførsel.
Miljøfasen er aldri fast, men varierer fra tid til annen og sted til sted. Når målinger foretas på et gitt sted og tid, kan International Civil Aviation Organization (ICAO) definere en internasjonal standard forfallerate, og gir avlesninger som varierer med identiske høyder, ettersom inversjonslag kan forårsake en reversering av temperaturen med stigende høyder. Disse miljømessige bortfallshastighetene sammenlignet med enten tørr eller fuktig adiabatisk hastighet kan signalisere stabiliteter eller ustabiliteter som er viktige å vite, ettersom tørrluftpakker ikke har løft av pakker med fuktig luft.
En tørr adiabatisk forfallshastighet (DAR) finnes i en luftpakke som er forseglet og har en fast masse. Isolert fra det omgivende miljøet samsvarer vanligvis en tørr adiabatisk luftpakkens trykk, både inne og ute, og den eneste måten å endre temperaturen på pakken er å forårsake endringer i disse trykkene. Når en luftpakke stiger, vil den møte mindre utvendig trykk fra høydestigningen og temperaturen vil avkjøles. Kjøleekspansjonen av en luftpakke er kjent som den tørre adiabatiske forfallshastigheten. Økende kjøling ankommer etter hvert ved duggpunktet, når kondens kan begynne å danne skyer. Når en luftpakke synker, øker trykket og varmen forårsaker indre energier som danner høye vinder som de tørre Santa Ana-vindene som tidvis går ned for å svi i Los Angeles, California, i flere dager av gangen.
Den mettede adiabatiske forfallshastigheten (SAR) varierer med mengden fuktighet i luften. Øker i høydekjøling og utvid luftpakker langsommere i fuktige luftlommer når kondensen inni dem varmer dem internt. Varmeutløsningen når det dannes kondens er en faktor i tordenværsutviklingen. Luften er stabil når miljøfrekvensen er mindre enn den fuktige adiabatiske forfallshastigheten.
Termodynamikk i atmosfæren kommer til uttrykk i tørre og fuktige adiabatiske krefter i luftpakkene og danner grunnlaget for værmelding. Stabil atmosfære foregår når miljøfrekvensen er større enn den tørre adiabatiske frekvensen. Under tider med intens soloppvarming av jordoverflaten, kan en superadiabatisk forfallshastighet forekomme i det sørvestlige USA i et tynt lag over overflaten og er en ustabil tilstand. Tilsvarende skaper snøvind på innsjøen som beveger seg over en vannoverflate super-adiabatiske grunne lag som medfører storm når det er nok fuktighet i luften.