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気圧とは空気の重さであり、空気の量です。上空に行くほど薄くなります。気温については、地上0mより富士山の山頂の方が気温が低く雪も融けないほどです。よって気圧、気温共に高度が高くなると低くなるものです。その割合を気温減率と呼び、対流圏における平均的な気温減率は6.5℃/kmです。
しかし、水蒸気を含む空気が上昇して雲を作り雨を降らせる事を考える場合、水蒸気の凝結前と後で気温減率が変わります。凝結前の気温減率を乾燥断熱減率と呼び、その値は10℃/km、凝結後は湿潤断熱減率と呼び約5℃/km(または6℃/km)です。つまり、空気が上昇すると気圧と共に気温は乾燥断熱減率または湿潤断熱減率にしたがって減少するのです。乾燥断熱減率に従って上昇した空気はやがて露点温度に達して飽和し、湿度は100%になります。その高度は「持ち上げ凝結高度」と呼ばれ、雲底高度に相当します。
気象学では高度を気圧で考えることが多く、例えば850hPaは高度約1500m、700hPaは約3000n、500hPaは約5500m、300hPaは約9600mの事です。
補足②
図はエマグラムと呼ばれるもので、気象庁のラジオゾンデで観測した気温、露点温度が挿入されています。データは2019年8月25日9時の輪島の様子です。赤の線が気温、青の線が露点温度で、赤と青の線の間隔が狭い所は湿度が高く、広い所は湿度が低いと考えてください。
エマグラムは大気の状態を考える上で重要な資料で、気象予報士たちはこれを使って大気の安定度を測り、対流雲の発達の仕方や発雷の可能性などを検証するのです。その手順は2枚目、3枚目に書いてあります。
(ここで引用したエマグラムは、私の友人であり先輩である気象予報士の方から提供して頂いたものです。)
詳しく説明ありがとうございます！
補足。
上昇する空気の湿度は、特に何もない場合は気温が引くなるにつれて露点温度に近づくので、上空に行くほど湿度は高くなるものです。飽和した後の湿度は100%となり、その先は一定になります。
ただし、上空に寒気が流入し乾燥した空気が入ってきたりした時は湿度は大きく低下します。例えば寒冷前線の通過により乾燥した空気が上空に入ってきた場合は湿度は高くなり、気温の逆転層が現れていることが多いのです。
高度が高くなると気温は下がると書きましたが、逆転層とは高度が高くなると気温も高くなる気層の事です。例えば寒冷前線により寒気が流入した場合、冷たい空気が下降すると空気が圧縮されて気温が上がり、逆転層ができます。前線面付近は異なる性質の気団(寒気と暖気)の境界(転移層)があるので、このような場所にも逆転層はできます。逆転層内は大気の状態が安定しているのが特徴です。