Zawartość
Atmosfera ziemska ma cztery odrębne warstwy, a także rzadką warstwę zewnętrzną, która może rozciągać się na odległość 10 000 kilometrów (6214 mil) od planety przy braku wiatru słonecznego. Najniższą warstwą atmosferyczną jest troposfera, a warstwa tuż powyżej to stratosfera. Wśród czynników, które definiują je jako dwie oddzielne warstwy, są różnice w ciśnieniu powietrza, temperaturze, gradiencie temperatury, prędkości i kierunku wiatru.
Przesuwna granica
Granica między troposferą a stratosferą nazywa się tropopauzą i nie jest stała. Ma około 8 kilometrów (5 mil) nad ziemią na biegunach i około dwa razy więcej niż na równiku. Tropopauza jest izotermą - regionem o stałej temperaturze - poniżej którego zachodzi pogoda wszystkich planet. Tropopauza zazwyczaj oznacza najwyższy limit aktywności chmury; zamiast wznosić się ponad tę izotermę, duże chmury burzowe zwykle rozkładają się poziomo w kształcie kowadła. Niektóre rodzaje chmur - zwane chmurami perłowymi lub macicą perłową - powstają w stratosferze, ale zwykle tylko na szerokościach między 60 a 90 stopni i tylko zimą.
Gradienty temperatury
W troposferze występują wzorce pogodowe, ponieważ powietrze w pobliżu ziemi jest cieplejsze niż powietrze na wyższych wysokościach; zjawisko to wynika z faktu, że ziemia pochłania i promieniuje ciepło słoneczne. Z powodu tego ujemnego gradientu temperatury w stosunku do wysokości ciepłe powietrze może wznosić się i wytwarzać prąd konwekcyjny, który wytwarza wiatry i chmury. W stratosferze, która rozciąga się na wysokość około 50 kilometrów (31 mil), temperatura rośnie wraz z wysokością w wyniku tego, że warstwa ozonowa w górnej stratosferze pochłania światło słoneczne i promieniuje ciepło w dół. Tropopauza to region o stałej temperaturze, w którym zmienia się kierunek gradientu.
Aktywność wiatru
Skłonność do wzrostu ciepłego, obciążonego wilgocią powietrza i zimnego powietrza do opadania w troposferze tworzy wiatry, chmury i opady. Ze względu na lokalne zmiany temperatury i ciśnienia powietrza wiatry te mogą być nieregularne, a czasem ekstremalne. W stratosferze, gdzie ciśnienie powietrza jest znacznie niższe, a sufit cieplejszego powietrza zapobiega tworzeniu się prądów konwekcyjnych, warunki są bardziej stabilne. Nie ma tu praktycznie żadnych turbulencji, które są spowodowane pionowymi ruchami powietrza, a istniejące wiatry, choć silne, są stabilne i wieją w kierunku poziomym. Samoloty komercyjne latają w niższej stratosferze, aby uniknąć turbulencji.
Stratosferyczne ciśnienie powietrza
Troposfera zawiera około 75 procent gazów w atmosferze, a stratosfera, która ma większą objętość, zawiera około 19 procent tych gazów. Ciśnienie powietrza w stratosferze jest odpowiednio niższe: średnio ciśnienie w stratosferze wynosi tylko około 10 procent lub mniej ciśnienia na poziomie morza. Warstwa ozonowa, znajdująca się na szczycie stratosfery, jest jedną z najważniejszych cech tej warstwy atmosferycznej. Oprócz stworzenia sufitu ciepłego powietrza, które zapobiega tworzeniu się prądów konwekcyjnych, filtruje promieniowanie ultrafioletowe ze Słońca, które mogłoby szkodzić życiu na powierzchni.