required to increase the pressure of a gas and work is done  by  the  gas  when  the  pressure  diminishes.  It follows  that  if  internal  energy  (heat)  is  added  to  a simple gas, this energy must show up as an increase in either temperature or pressure, or both. Also, if work is performed on the gas, the work energy must show up as an increase in either pressure or temperature, or both. An  example  of  the  thermodynamic  process  is  a manual tire pump. The pump is a cylinder enclosed by a piston. In accordance with the first law of thermodynamics,  any  increase  in  the  pressure  exerted by the piston as you push down on the handle results in work  being  done  on  the  air.  As  a  consequence,  either the temperature and pressure must be increased or the heat equivalent of this work must be transmitted to the surrounding bodies. In the case of a tire pump, the work done  by  the  force  on  the  piston  is  changed  into  an increase in the temperature and the pressure in the air. It also results in some increase in the temperature of the surrounding body by conduction. If   the   surrounding   body   is   considered   to   be insulated so it is not heated, there is no heat transferred. Therefore, the air must utilize this additional energy as an increase in temperature and pressure. This occurs in the adiabatic process. THE ADIABATIC PROCESS The adiabatic process is the process by which a gas, such  as  air,  is  heated  or  cooled,  without  heat  being added  to  or  taken  away  from  the  gas,  but  rather  by expansion   and   compression. In   the   atmosphere, adiabatic  and  nonadiabatic  processes  are  taking  place continuously. The air near the ground is receiving heat from    or    giving    heat    to    the    ground.    These    are nonadiabatic processes. However, in the free atmosphere  somewhat  removed  from  Earth’s  surface, the short-period processes are adiabatic. When a parcel of   air   is   lifted   in   the   free   atmosphere,   pressure decreases.  To  equalize  this  pressure,  the  parcel  must expand. In expanding, it is doing work. In doing work, it uses heat. This results in a lowering of temperature as well as a decrease in the pressure and density. When a parcel of air descends in the free atmosphere, pressure increases.  To  equalize  the  pressure,  the  parcel  must contract. In doing this, work is done on the parcel. This work energy, which is being added to the parcel, shows up  as  an  increase  in  temperature.  The  pressure  and density increase in this case also. Terms In  discussing  the  adiabatic  process  several  terms are used that you should understand. LAPSE RATE.—In general, lapse rate is the rate of decrease in the value of any meteorological element with  elevation.  However,  it  is  usually  restricted  to  the rate of decrease of temperature with elevation; thus, the lapse  rate  of  the  temperature  is  synonymous  with  the vertical  temperature  gradient.  The  temperature  lapse rate    is    usually    positive,    which    means    that    the temperature decreases with elevation. INVERSION.—Inversions describe the atmospheric conditions when the temperature increases with  altitude,  rather  than  decreases  as  it  usually  does. Inversions   result   from   the   selective   absorption   of Earth’s radiation by the water vapor in the air, and also from the sinking, or subsidence, of air, which results in its  compression  and,  therefore,  heating.  Either  effect alone may cause an inversion; combined, the inversion is stronger. When air is subsiding (sinking), the compressed air heats. This frequently produces a subsidence inversion. When subsidence occurs above a surface inversion, the surface  inversion  is  intensified.  Such  occurrences  are common in wintertime high-pressure systems. The air in  the  inversion  layer  is  very  stable,  and  the  cold  air above  the  inversion  acts  as  a  lid  trapping  fog,  smoke, and haze beneath it. Poor visibility in the lower levels of the atmosphere results, especially near industrial areas. Such conditions frequently persist for days, notably in the Great Basin region of the western United States.  An inversion is a frequent occurrence (especially at night) in  the  Tropics  and  in  the  Polar  regions.  For  night conditions all over the world, polar and tropical regions included, it may be said that low- level inversions are the rule rather than the exception. ISOTHERMAL.—In the isothermal lapse rate, no cooling or warming is noted and the rate is neutral with height—no change in temperature with height. Adiabatic Heating and Cooling Air is made up of a mixture of gases that is subject to   adiabatic   heating   when   it   is   compressed   and adiabatic cooling when it is expanded. As a result, air rises seeking a level where the pressure of the body of air is equal to the pressure of the air that surrounds it. There are other ways air can be lifted, such as through the  thermodynamic  processes  of  a  thunderstorm  or mechanically,  such  as  having  colder,  denser  air  move 2-12