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고도가 높아짐에 따라 온도가 내려가면 체감률은 양(+), 온도가 변하지 않으면 영(0), 온도가 올라가면 음(-)이 된다. 특히 부의 기온체감률을 기온역전이라 한다. 보통 정상기온 혹은 실제기온체감률이라고 하는 상승하지 않는 공기의 체감률은, 복사, 대류 및 응축과정에 영향을 받아 매우 가변적이지만 평균적으로는 1㎞당 6.5℃ 정도이다. 또한 실제기온체감률과 구별되는 것으로 단열기온체감률이 있다. 단열기온체감률은 공기덩이가 상승 또는 하강함으로써 일으키는 기온변동을 뜻하는데, 보통 건조단열기온감률과 습윤단열기온감률로 구분된다.

공기의 건조율은 오직 일정한 압력하의 특정한 공기온도와 중력에 의해 야기된 가속도에만 영향을 받는다. 대기의 건조단열기온감률은 1㎞당 9.8℃이다. 그러므로 5㎞ 상승 혹은 하강한 공기덩이의 기온은 각각 49℃ 하강하거나 상승한다.

수증기로 포화된 공기덩이가 상승하면 습기 중 일부가 응축되면서 열을 방출하고 냉각된다. 이때 냉각 속도는 공기덩이가 포화되지 않았을 때보다 느리다. 이러한 습윤단열기온은 그 변화가 상당히 심하다. 공기 중에 습기가 많을수록 습윤단열기온감률은 감소한다. 그리고 공기덩이가 상승하여 냉각되고, 응축을 통해 습기를 잃을수록, 공기덩이의 습윤단열감률은 증가하여 건조단열감률에 근접하게 된다.

대기에서의 정상체감률과 건조·습윤단열기온감률을 비교해보면 대기의 수직적 안정성을 알 수 있다. 즉, 약간의 수직이동을 한 후에 공기덩이가 원래 위치로 되돌아오는지 아니면 이동속도에 가속이 붙어 원래 위치로부터 멀어지는지를 알 수 있는 것이다. 따라서 기온체감률은 기상학자들이 구름의 형태, 번개 현상, 대기의 난류강도 등을 예측하는 데 매우 중요하다.