1.3.4 Lämpögradientti, stabiili ja epästabiili säätila

Ilman lämpötilan muutosta korkeuden funktiona kutsutaan lämpögradientiksi. Periaatteessa ilma jäähtyy adiabaattisesti 6,5^oC/km mutta poikkeamat tästä vaikuttavat ilman vertikaaliseen käyttäytymiseen. Jos ilma jäähtyy tätä enemmän, niin alempana oleva ilma pyrkii nousemaan ylemmäksi, mikä aiheuttaa nousevan ilmavirtauksen. Jos nousevan ilman lämpötila laskee niin paljon, että saavutetaan kastepiste eli suhteellinen kosteus nousee 100%:iin, niin ilmasta tulee alijäähtynyttä kunnes kosteus tiivistyy pisaroiksi, joiden joukkoa kutsumme maanpinnan lähellä sumuksi ja ylempänä pilveksi. Tiivistyminen vaatii tiivistymiskeskuksia eli mitä likaisempaa ilma on sitä helpommin pisarat syntyvät. Sama tilanne on myös talvella, jolloin ilmassa saattaa olla alijäähtyneitä vesipisaroita, jotka vain odottavat konettasi, johon voi tiivistyä jääksi. Yli 35 mikronin kokoiset alijäähtyneet vesipisarat voivat muodostaa hvyin nopeasti huomattavan määrän jäätä koneen otsapintoihin ja kaasuttimen kurkkuun.

Stabiili tilanne edellyttää, että ylempänä oleva ilma on lämpimämpää kuin adiabaattisesti jäähtyvä ilma. Tällöin alempana oleva ilma ei kykene nousemaan ylemmäksi eikä vertikaalisia virtauksia synny. Tämä on purjelentäjille huono keli. Jos lämmin ilmakerros on selkeästi kylmän päällä, tilannetta kutsutaan inversioksi.