指系统的全位能（内能与位能之和）与按绝热过程调整后系统所具有的最小全位能之差。

在闭合系统中，经过干绝热过程，从初始状态调整到水平稳定层结状态时，系统所能释放的最大全位能，称为有效位能。大气处于某一状态时，可用于转换为动能的能量只是全位能的一小部分，这部分能量称为有效位能，余下的称为非有效位能。

大气经过绝热调整后产生的稳定层结有：低压面、等温面和等熵面，这些等值面是相互重合的，这时位能不能再转换动能了，所以此时是最小的全位能。

有效位能有如下性质：

（1） 大气做绝热运动时，全球大气的有效位能与动能之和不会改变；

（2） 有效位能完全决定于初始状态的质量分布；

（3） 等压面、等温面呈水平分布状态且层结稳定时，有效位能等于零；

（4） 大气为斜压状态时，有效位能总是正值。

有效位能是动能唯一的“源”，但不是唯一的“汇”。因为摩擦消耗动能转换为内能时，最小全位能和全位能都增加，所以消耗的动能值超过了有效位能的增加值。此外，通常是达不到参考状态的，故有效位能仅是全位能能够转换为动能的上限值。

对大气而言，能量的基本形式有内能(Internal energy)、位能(Gravitational potential energy)、动能(Kinetic energy)，如果考虑水汽，还有潜热能(Latent heat energy)。

在大气动力学中，根据各种基本能量形式的特点及其有关过程的性质，常采用几种主要的基本能量的组合形式。

全位能是空气位能与内能之和。一般，位能（机械能）与内能（热力学能）是无关的；而大气有其特殊性，大气的内能与位能之间是同向变化。在静力平衡条件下，从海平面向上伸展到大气顶部的单位截面积的垂直气柱（无限气柱）所包含的位能和内能都是与温度有关，相互是有联系的。当整个气柱增温以后，内能必然增加，而当温度增加，气柱就会垂直膨胀，这样，重力位能就增加。

位能与内能具有同时增加或者较少的性质，且它们之间有确定比例，平均而言位能是内能的40%；在全位能中，内能大约占70%，位能30%；平均而言，潜热能相当于全位能的20%，这说明大气中潜热能应占有一定的地位，特别对强烈发展的系统（例如台风）。

在诸种能量形式中，动能在数量上一般较其它形式的能量小，特别比全位能小2至3个量级。虽然从数量上看，动能与全位能相比微不足道，但是这个小量对大气运动至关重要。这也说明，大气中全位能转变为动能的只是其中很小部分。因此，一般都说大气是一部效率很低的热机。

图1 各种大气能量的相对大小

动能与全位能间的转换，使动能变化，即天气系统变化的重要机理。但大气中的全位能不能被全部释放，在考虑天气系统变化时，有意义的是能够转换成动能的那部分全位能。因此，有效位能可以理解为能够被释放出来的那部分全位能。

有效位能与大气的斜压性相对应，正压大气没有有效位能；斜压性越强，力管项大，有效位能越大。也称有效位能为斜压能。