Температура атмосферы не всегда понижается с высотой. В определенных условиях в нижних слоях образуются холодные движения воздуха, а в верхних — более теплые. Это может произойти в результате выхолаживания атмосферы вследствие теплопроводности.
Поскольку температура вверху больше, чем внизу, воздух не стремится вверх. Он становится очень устойчивым и практически не совершает вертикальных движений. Такое положение отмечается и тогда, когда температура понижается с высотой очень медленно (менее 1°С на 100 м высоты).
Охлажденный при подъеме воздух опускается на прежний уровень. Но, сдвинувшись вниз, он быстро нагревается и, став легче, поднимается на прежний уровень. Эти конвективные движения поддерживают равновесие состояния воздуха при инверсном распределении температуры и в случае малого перепада ее с высотой. В устойчивом воздухе движения весьма кратковременны, они не развиваются.
Воздух становится неустойчивым при существенных изменениях температуры атмосферы с высотой. В нем развиваются процессы перемешивания, связанные с действием турбулентности.
Воздух перемешивается в вертикальном направлении. Восходящие струи теплого воздуха (термики) можно наглядно видеть, наблюдая за парящим полетом птиц: их время от времени словно подбрасывает вверх.
Рассматриваемые движения воздуха имеют самое непосредственное отношение к погоде. Если воздух малоподвижен, то погода сохраняется устойчивой. При неустойчивом воздухе усиливается ветер, развивается турбулентность, а водяной пар конденсируется, и образуются дождевые облака.
Атмосферный газ обладает теплопроводностью, правда, ее величина низкая. Но тепло может переноситься и в результате перемещения атмосферного газа.
Когда воздух из-за различия температуры в разных местах приходит в движение, его массы конвектируют: нагретый воздух поднимается, а холодный опускается. Собственно, изменения погоды вызываются горизонтальными движениями воздуха, т. е. его адвекцией.
Выше уже говорилось о силах, действующих на воздух. Среди них важное значение имеет сила градиентного давления. Она наиболее изменчива, от нее зависят все изменения характера движения воздуха в горизонтальных направлениях. К силе градиентного давления тянется одна из ниточек управления погодой.