Praticamente tutto il clima terrestre si verifica nella troposfera, che contiene circa il 75% della massa totale dell'atmosfera e circa il 99% del vapore acqueo. La troposfera si estende dal suolo fino a un'altezza di circa 10 miglia (16 chilometri) all'equatore e 5 miglia (8 chilometri) ai poli. In media, sale appena un po' più in alto del monte. Everest. In tutta la troposfera, la temperatura e la pressione atmosferica diminuiscono con l'aumentare dell'altitudine, quindi pioggia e neve sono più comuni ad altitudini più elevate rispetto al livello del mare. Una volta superata la tropopausa, o lo strato superiore della troposfera, ed entrati nella stratosfera, la temperatura inizia ad aumentare con l'elevazione, ma l'aria è troppo rarefatta per creare modelli meteorologici a quell'altezza.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Il tempo nell'alta troposfera tende ad essere più freddo, più ventoso e più umido rispetto alle quote più basse.
Gradiente di temperatura media
Gli strati superiori dell'atmosfera riflettono gran parte dell'energia solare nello spazio, ma l'energia che non viene riflessa raggiunge il suolo e lo riscalda. Questo calore viene assorbito dall'aria a livello del suolo e le temperature sono più elevate lì. All'aumentare dell'elevazione, la temperatura scende a una velocità media di 3,6 gradi Fahrenheit per 1.000 piedi (6,5 gradi Celsius per 1.000 metri). La temperatura a un'altitudine di 25.000 piedi (7.620 metri) è, in media, 90 F (50 C) più fredda rispetto al livello del mare, motivo per cui gli alpinisti hanno bisogno di così tanto equipaggiamento per il freddo.
Vento, pioggia e neve
L'aria calda è più leggera dell'aria fredda, quindi l'aria a livello del suolo tende a salire, spostando l'aria fredda a quote più elevate, che scende. Questo crea correnti di convezione in tutta la troposfera, e sono più predominanti ad altitudini più elevate, dove l'aria è meno densa e può muoversi più liberamente. Di conseguenza, i venti sono più forti alle quote più elevate. Anche le temperature più fredde ad altitudini più elevate creano precipitazioni, perché l'aria fredda non può trattenere tanta umidità quanto l'aria calda. L'umidità si condensa nell'aria sotto forma di neve e ghiaccio e ricade al suolo. A quote più basse, dove la temperatura è calda, si trasforma in pioggia, ma ciò non accade ad altitudini più elevate dove la temperatura non è salita sopra lo zero.
L'effetto montagna
Le correnti convettive causate dallo scambio di aria calda e fredda scorrono verso l'alto lungo i fianchi sopravvento dei pendii montani, creando forti correnti parassite in prossimità delle cime. L'acqua si condensa dall'aria a quote più elevate e forma nuvole, che spesso ricoprono alti picchi e li nascondono del tutto. Pioggia e neve cadono mentre le nuvole si saturano di umidità. Le precipitazioni si combinano con i forti venti per creare frequenti condizioni meteorologiche tempestose. Nel frattempo, sul lato sottovento dei pendii montuosi, le condizioni sono spesso insolitamente asciutte, perché le nuvole che arrivano lì non hanno abbastanza umidità per la formazione di condensa.
Strati di inversione
La superficie della terra non è uniformemente calda e di notte, o vicino alla costa del mare, la temperatura del suolo può essere più fresca di quella ad altitudini più elevate. L'aria fresca non sale, quindi l'aria diventa stagnante. Questa condizione, chiamata strato di inversione, può persistere per giorni o settimane alla volta, e quando si verifica vicino un'area urbana, può intrappolare smog e sostanze inquinanti, creando condizioni pericolose per le persone con problemi respiratori sensibilità.