La ciencia climática atmosférica carece de la capacidad para integrar la termodinámica con el potencial gravitacional del aire en una teoría cuántica clásica. ¿Hasta qué punto podemos identificar el ciclo ideal de la máquina de calor de Carnot en fases isoterma e isentrópica reversibles entre temperaturas duales que dividen el flujo de calor con procesos de trabajo acoplados en la atmósfera? Utilizando la mecánica de acción estadística para describir el ciclo de Carnot, la tasa máxima de trabajo posible se puede integrar para los gases de trabajo como igual a las variaciones en la energía de Gibbs absoluta, estimada como el mantenimiento de cuanta de campo consistente con la definición de calor de Carnot como calórico. Su tratado de 1824 incluso dio ecuaciones que expresan el potencial de trabajo como una función de las diferencias de temperatura y el logaritmo del cambio en densidad y volumen. En segundo lugar, el principio mecánico de enfriamiento de Carnot causado por la dilatación del gas o el calentamiento por compresión se puede aplicar a los ciclos de calor-trabajo troposféricos en anticiclones y ciclones. En tercer lugar, el teorema del virial de Lagrange y Clausius basado en la acción mínima predice un gradiente de temperatura más preciso con la altitud cerca de 6.5-6.9 grados C por km, requiriendo que las energías cuánticas rotacionales de Gibbs de las moléculas de gas intercambien reversiblemente con el potencial gravitacional. Esto predice un papel disminuido para la transferencia radiativa de energía de la atmósfera a la superficie, en contraste con el presupuesto radiativo global de Trenberth de ~330 vatios por metro cuadrado como radiación descendente. La absorptividad espectral de los gases de efecto invernadero para la radiación de superficie en la troposfera permite el reciclaje térmico, manteniendo las masas de aire en acción lagrangiana. Esto obvia el paradigma actual de enfriamiento con la altitud por expansión adiabática. El teorema de acción del virial también debe controlar los ciclos de calor-trabajo de Carnot no reversibles, con la fricción turbulenta elevando la temperatura de la superficie. El calentamiento superficial disipativo eleva la presión superficial al calentar, manteniendo el peso de la atmósfera a diversas altitudes según la latitud y los ángulos estacionales de insolación. Nuevas predicciones para pruebas experimentales están surgiendo ahora de esta hipótesis de acción del virial para el clima, vinculando el potencial de energía vórtice con los intercambios convectivos y turbulentos de trabajo y calor, propuestos como la causa eficiente que establece la temperatura térmica de los materiales de superficie.