A Föld légkörének négy különálló rétege van, valamint egy ritka külső rétege, amely napszél hiányában akár 10 000 kilométerre (6214 mérföldre) is kiterjedhet a bolygótól. A legalacsonyabb légköri réteg a troposzféra, a közvetlenül fölötte levő réteg pedig a sztratoszféra. Azok a tényezők, amelyek ezeket két külön rétegként definiálják, a légnyomás, a hőmérséklet, a hőmérsékleti gradiens, a szél sebességének és a szél irányának különbségei.
A változó határ
A troposzféra és a sztratoszféra közötti határt tropopauzának hívják, és ez nem állandó. Körülbelül 8 kilométer (5 mérföld) van a talaj felett a pólusoknál és ennek kétszerese az Egyenlítőnél. A tropopauza egy izoterm - stabil hőmérsékletű régió -, amely alatt a bolygó összes időjárása végbemegy. A tropopauza általában a felhőaktivitás legfelső határát jelöli; ahelyett, hogy ezen izoterm fölé emelkedne, tipikusan nagy viharfelhők terülnek el vízszintesen üllő alakban. Bizonyos típusú felhők - úgynevezett gyöngyház vagy gyöngyház felhők - valóban kialakulnak a sztratoszférában, de általában csak a 60 és 90 fok közötti szélességi fokokon és csak télen.
Hőmérséklet-színátmenetek
Az időjárási mintázatok azért fordulnak elő a troposzférában, mert a talaj közelében lévő levegő melegebb, mint a nagyobb magasságoké; ez a jelenség annak a ténynek az eredménye, hogy a föld felszívja és kisugározza a hőt a napból. A magassághoz viszonyított negatív hőmérsékleti gradiens miatt a meleg levegő megemelkedhet, és konvekciós áramot hozhat létre, amely szelet és felhőt eredményez. A körülbelül 50 kilométeres magasságig terjedő sztratoszférában a hőmérséklet növekszik tengerszint feletti magasság annak eredményeként, hogy a felső sztratoszféra ózonrétege elnyeli a napfényt és sugározza a hőt lefelé. A tropopauza az állandó hőmérsékletű régió, amelyben a gradiens iránya megváltozik.
Szélaktivitás
A meleg, nedvességgel terhelt és a hűvös levegő emelkedési hajlandósága a troposzférában szelet, felhőt és csapadékot hoz létre. A hőmérséklet és a légnyomás helyi változása miatt ezek a szélek szabálytalanok és időnként szélsőségesek lehetnek. A sztratoszférában, ahol a légnyomás jóval alacsonyabb, és a melegebb levegő mennyezete megakadályozza konvekciós áramok a kialakulástól a körülmények stabilabbak. Itt gyakorlatilag nincs turbulencia, amelyet a függőleges légmozgások okoznak, és a létező szél bár erős, de állandó és vízszintes irányban fúj. Kereskedelmi repülőgépek repülnek az alsó sztratoszférában, hogy elkerüljék a turbulenciát.
Sztratoszférikus légnyomás
A troposzférában a légkörben lévő gázok körülbelül 75 százaléka található, a nagyobb térfogatú sztratoszférában pedig ezeknek a gázoknak körülbelül 19 százaléka. A sztratoszféra légnyomása ennek megfelelően alacsonyabb: a sztratoszférában a nyomás átlagosan csak körülbelül 10 százaléka vagy kevesebb, mint a tengerszint nyomása. A sztratoszféra tetején található ózonréteg az egyik legfontosabb jellemzője ennek a légköri rétegnek. A meleg levegő mennyezetének létrehozása, amely megakadályozza a konvekciós áramok kialakulását, kiszűri a nap ultraibolya sugárzását, amely károsíthatja a felszínen található életet.
