空气由于升降等原因而发生状态变化时，不与环境间发生热量与质量交换的过程。这种过程常造成升降气块的温度变化。例如当气块绝热上升时，因高度愈高环境气压愈低，气块就不断膨胀作功而温度下降。反之，当气块绝热下降时，则产生压缩增温。干空气块与饱和湿空气块作绝热升降运动时，温度的变化各有一定特点。掌握这些特点对研究上升空气中的成云致雨现象以及下沉空气中的温度升高、相对湿度降低、云层消散等现象，很有帮助。

干空气进行绝热升降运动时，其温度随气压的变化规律可用干绝热方程或泊松方程表示。即。知道了干空气块在作垂直运动前的温度T₀及气压P₀，利用此式就可以算出当它升降到气压P时的温度T来。未饱和湿空气块在作绝热上升运动时，只要没有水汽凝结现象，气块温度变化规律也基本可用干绝热方程计算。当由此算得的温度达到水汽饱和的温度时，其相应的气压P就是气块上升过程中开始发生凝结的等压面气压值。干空气块和未饱和湿空气块每绝热上升（或下降）单位距离时，其温度的降低（或升高）值，称为干绝热气温直减率（γ_d）。其值约为9.8℃/千米。气块如按干绝热过程移动到1000百帕等压面时所应有的温度，称为位温（θ）。可根据下式算得：

大气绝热过程

式中 T、P为气块的温度和气压。气块进行干绝热变化时，其位温保持不变。若气块得到（或失去）热量，则θ增大（或减小）。比较不同高度上空气的冷热时，必需将它们放在同一高度上来比较，而不能用它们在不同高度上的温度来直接比较。这是因为在同一高度上温度相同的空气，在干绝热地将它们放到不同高度上，必然有不同的温度。由于比较两块空气的位温，等于把两块不同气压下的空气都放到1000百帕等压面（即同一高度）上来比较，因此这是比较不同高度空气的冷暖的常用方法。位温随高度的变化情况，可判断大气稳定度（见大气静力稳定度）。

单位质量的饱和湿空气块作假绝热上升时，必有水汽发生凝结并放出潜热。这潜热将抵销一部分因空气上升所造成的降温。其温度变化规律的微分近似式为：

大气绝热过程

式中 C_p是干空气的定压б热；R_d是干空气б气体常数；d q_s是凝结出的水量；L是水的相变潜热（根据水汽相变成水或冰，分别采用凝结潜热或凝华潜热）；dT是气压改变dP时气块温度的改变值。饱和的湿空气块绝热上升单位距离时的温度降低值称为湿绝热直减率（γ_m）。γ_m值一般小于γ_d值。γ_m值随温度的增高和气压的下降而变小，不同温、压条件下的γ_m值，见下表。

湿绝热直减率γ_m（℃/km）随温度和气压的变化

气块绝热上升直到其中水汽全部凝结并脱离气块后，再按干绝热过程下降到1000百帕时的温度，称为假相当位温（θ_se）。它既考虑了气压的影响，又最大限度地考虑了凝结潜热对气块的增温作用。计算θ_s。的近似公式为：

大气绝热过程

式中 e是自然对数底；L是相变潜热（凝结潜热或凝华潜热）；T_c是气块在抬升凝结高度处的温度；q是气块的实际比湿；C_p是干空气的定压比热。气块的θ_se值在干绝热与湿绝热过程中都保持不变。在分析气团、锋、大气垂直稳定度时常用到θ_s。