Sadržaj
Zemaljska atmosfera ima četiri različita sloja, kao i razrijeđeni vanjski sloj koji se može prostirati na udaljenosti od 10 000 kilometara (6,214 milje) od planete u nedostatku solarnog vjetra. Najniži atmosferski sloj je troposfera, a sloj tik iznad toga je stratosfera. Među čimbenicima koji ih definiraju kao dva odvojena sloja su razlike u tlaku zraka, temperaturi, gradijentu temperature, brzini i smjeru vjetra.
Pomicna granica
Granica između troposfere i stratosfere naziva se tropopauza, a nije konstanta. Otprilike je 8 kilometara (5 milja) iznad zemlje na polovima, a otprilike dvostruko više od ekvatora. Tropopauza je izoterma - područje stabilne temperature - ispod koje se odvija vrijeme svih planeta. Tropopauza obično označava gornju granicu aktivnosti oblaka; umjesto da se izdižu iznad ove izoterme, veliki olujni oblaci obično se horizontalno šire u obliku nakovnja. Određene vrste oblaka - naziva oblak ili biserni oblaci - formiraju se u stratosferi, ali obično samo na širinama između 60 i 90 stupnjeva i samo zimi.
Temperaturni gradijenti
Vremenski obrasci javljaju se u troposferi jer je zrak u blizini tla topliji od zraka na većim visinama; taj je fenomen rezultat činjenice da tlo apsorbira i zrači toplinu od sunca. Zbog ovog negativnog gradijenta temperature u odnosu na nadmorsku visinu, topli zrak se može dići i stvoriti konvekcijsku struju koja proizvodi vjetrove i oblake. U stratosferi koja se proteže do nadmorske visine od oko 50 kilometara (31 milja) temperatura se povećava s nadmorskom visinom kao rezultat činjenice da ozonski omotač u gornjoj stratosferi apsorbira sunčevu svjetlost i zrači toplinu prema dolje. Tropopauza je područje stalne temperature u kojoj se mijenja smjer gradijenta.
Aktivnost vjetra
Sklonost toplom zraku opterećenom vlagom da se diže i hladnom zraku da pada u troposferi stvara vjetrove, oblake i oborine. Zbog lokalnih razlika u temperaturi i tlaku, ti vjetrovi mogu biti nepravilni i ponekad ekstremni. U stratosferi, gdje je tlak zraka mnogo niži i strop toplijeg zraka sprječava formiranje konvekcijskih struja, uvjeti su stabilniji. Ovdje gotovo da i nema turbulencija, što je uzrokovano okomitim kretanjem zraka, a vjetrovi koji postoje, iako jaki, miruju i pušu u vodoravnom smjeru. Komercijalni zrakoplovi lete u donjoj stratosferi kako bi izbjegli turbulencije.
Stratosferski tlak zraka
Troposfera sadrži oko 75 posto plinova u atmosferi, a stratosfera, koja ima veći volumen, sadrži oko 19 posto tih plinova. Tlak zraka u stratosferi je u skladu s tim niži: prosječno je tlak u stratosferi samo oko 10 posto ili manji od tlaka na razini mora. Ozonski omotač, smješten na vrhu stratosfere, jedno je od najvažnijih obilježja ovog atmosferskog sloja. Osim što stvara strop toplog zraka koji sprečava formiranje konvekcijskih struja, on filtrira ultraljubičasto zračenje iz sunca koje bi moglo naštetiti životu na površini.