Dans une note sur l'effet des conditions naturelles sur la pollution de l'air, l'Ademe explique que "la stabilité de l'atmosphère joue un rôle déterminant dans la dispersion des polluants".

En effet, l'atmosphère peut être stable ou instable. Sa stabilité dépend d'une part du gradient vertical de température  (1) et, d'autre part, du gradient adiabatique (2) .

Lorsqu'une masse d'air est "stable", c'est que "sa position de départ est retrouvée à l'arrivée", précise l'Agence. Cela ne favorise donc pas la dispersion des polluants atmosphériques. Par exemple, "si une particule d'air s'élève de 100 mètres en altitude, sous l'effet d'une poussée quelconque au sein de la masse d'air (avec un gradient vertical thermique de 0,5°C par 100 mètres), sa température diminue de 1°C selon le gradient adiabatique". La particule d'air est alors "plus froide que l'air avoisinant, et donc plus lourde, et elle va redescendre", puis retrouver sa position initiale. Le phénomène sera symétrique dans le cas où la particule descend.

A l'inverse, un air instable favorise la dispersion des polluants. Ainsi, "avec un gradient vertical thermique plus important (1,5°C de refroidissement tous les 100 mètres gagnés)" et donc "supérieur au gradient adiabatique (sec 1°C)", la particule d'air qui s'élève ou descend ne retrouvera pas sa place initiale. Par exemple, si la particule d'air se retrouve 100 mètres plus bas suite à une poussée quelconque, "sa température augmente de 1°C" alors que celle de l'air qui l'entoure augmente de 1,5°C. Dans cette hypothèse, la particule est "plus froide que l'air avoisinant" et va donc poursuivre sa descente. Là encore, le phénomène est symétrique si une poussée quelconque, liée à la présence d'un relief par exemple, élève la particule.