La plupart des gens savent que les ballons météo prennent des mesures. Dans ces petites boîtes suspendues à des ballons, l’une des mesures prises est le taux de lapsus atmosphérique : le taux de diminution de la température avec les hauteurs ascendantes. Ces petites stations de surveillance, chacune plus petite qu’une boîte à chaussures, effectuent des relevés de température deux fois par jour pour deux types de taux : les taux environnementaux et adiabatiques, les taux de défaillance. Ces taux sont importants en météorologie, qui est la science atmosphérique responsable de la prévision des changements météorologiques, de l’étude des stabilités verticales et de la surveillance de la formation et du comportement des nuages.
Le taux de déchéance environnementale n’est jamais fixe, mais varie d’un moment à l’autre et d’un endroit à l’autre. Lorsque les mesures sont prises à un endroit et à une heure donnés, l’Organisation de l’aviation civile internationale (OACI) peut définir un taux de lapsus standard international, fournissant des lectures qui varient avec des hauteurs identiques, car les couches d’inversion peuvent provoquer une augmentation de température inverse avec les hauteurs ascendantes. Ces lectures environnementales comparées aux taux adiabatiques secs ou humides peuvent signaler des stabilités ou des instabilités importantes à connaître, car les paquets d’air sec n’ont pas la portance des paquets d’air humide.
Un taux de lapsus adiabatique sec (DAR) se trouve dans un paquet d’air qui est scellé et a une masse fixe. Isolé de son environnement environnant, les pressions d’un paquet d’air adiabatique sec, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur, sont généralement adaptées et la seule façon de changer la température du paquet est de provoquer des changements dans ces pressions. Au fur et à mesure qu’un paquet d’air s’élève, il rencontrera moins de pression extérieure due à l’augmentation de l’altitude et sa température se refroidira. Le taux d’expansion de refroidissement d’un paquet d’air est connu sous le nom de DAR. L’augmentation du refroidissement arrive finalement au point de rosée, lorsque la condensation peut commencer à former des nuages. Lorsqu’une parcelle d’air descend, les pressions augmentent et la chaleur provoque des énergies internes qui forment des vents violents tels que les vents secs de Santa Ana qui descendent parfois jusqu’à brûler Los Angeles, en Californie, pendant des jours.
Le taux de lapsus adiabatique saturé (DAS) varie avec 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 humides, car la condensation qu’elles contiennent 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 DAS.
La thermodynamique de l’atmosphère s’exprime en forces adiabatiques sèches et humides dans les parcelles d’air et constitue la base des prévisions météorologiques. Des atmosphères stables se produisent lorsque le taux de lapsus environnemental est supérieur au taux adiabatique sec. Pendant les périodes de chauffage solaire intense de la surface de la terre, un taux de déchéance super-adiabatique peut se produire dans le sud-ouest des États-Unis dans une fine couche à la surface et constitue une condition instable. De même, les vents de neige à effet de lac se déplaçant sur la surface d’un lac créent des couches peu profondes super-adiabatiques qui provoquent des tempêtes, lorsqu’il y a suffisamment d’humidité dans l’air.