大气温度和密度随高度的分布是相当复杂的,为了研究方便,常对大气温度和密度的垂直分布进行一些假设。均质大气就是一种假设的大气模式,假设大气密度在整个大气层都保持其海平面值,而压强随高度线性减小,且减小较快。由于假设了密度不变,因此只需要考虑压强和温度的垂直变化情况,在处理某些理论问题时具有一定的意义。
若大气为
干洁空气,组成不变,分布均匀时,地面气压P为空气密度ρ0、重力加速度g及气柱高度h三者的乘积,即
均质大气的密度不变,但温度随高度减小。根据静力学方程和状态方程可证明得到均质大气的垂直减温率Γ=34.2 开尔文/千米。当大气垂直减温率超过这个值,则空气密度会发生改变,大气会发生对流,因此将该值称为自动对流减温率。在均质大气层顶,温度为0开尔文,即分子运动停止,这是一种极限的情况,证明均质大气是一种假设的大气模式。