Ja neskaita retos augšējos reģionus, kas, domājams, stiepjas pusceļā līdz Mēnesim un pamazām izkliedējas kosmosā, Zemes atmosfēra ir plāna. Tas sniedzas apmēram 1000 kilometru (621 jūdzes) attālumā no zemes līdz termosfēras virsotnei. Šajā maigajā, dzīvību veicinošajā segā ir četri atšķirīgi reģioni: troposfēra, stratosfēra, mezosfēra un termosfēra. Katram reģionam ir atšķirīgs temperatūras gradients, un divos no tiem gradients ir negatīvs, tas nozīmē, ka temperatūra samazinās līdz ar augstumu. Šie divi reģioni ir troposfēra un mezosfēra.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Temperatūra samazinās līdz ar augstumu divos Zemes atmosfēras reģionos: troposfērā un mezosfērā. Troposfēra ir apgabals, kas atrodas vistuvāk zemei, un mezosfēra atrodas tieši virs ozona slāņa.
Troposfēra - kur notiek laika apstākļi
No zemes līdz apmēram 10 km augstumam (6,2 jūdzes; 33 000 pēdas), troposfēra ir tieši tik bieza, lai aptvertu Everesta kalnu. Tas satur apmēram 75 procentus gaisa un 99 procentus ūdens tvaiku atmosfērā. Tās blīvums ir visaugstākais pie robežslāņa, kur atmosfēra satiekas ar zemi, un viszemākais - tropopauzē, kur sākas stratosfēra.
Temperatūra pazeminās līdz ar augstumu troposfērā ar ātrumu aptuveni 6,5 grādi pēc Celsija (11,7 grādi pēc Fārenheita) uz kilometru atkarībā no laika apstākļiem. Tas notiek, samazinoties gaisa spiedienam ar augstumu. Samazinoties spiedienam, gaiss izplešas, un tas atdziest. Atbilstoši šim gradientam tropopauzes laikā temperatūra ir vidēji par aptuveni 65 C (117 F) vēsāka nekā pie robežslāņa.
Mezosfēra - virs ozona slāņa
Tā kā ozons mijiedarbojas ar saules gaismu, ozona slānim stratosfēras augšpusē ir sasilšanas efekts, un šajā atmosfēras slānī temperatūras gradients ir pozitīvs. Tomēr, paceļoties virs ozona slāņa un nonākot mezosfērā, gradients atkal kļūst negatīvs.
Mezosfēra stiepjas no aptuveni 50 km (31 jūdzes) līdz 85 km (53 jūdzes) augstumam. Šajā slānī gaisa spiediens ir tikai aptuveni 1 procents no tā, kāds tas ir jūras līmenī, taču tas joprojām ir pietiekami daudz gaisa, lai sadedzinātu meteorus. Mezosfēras - mezopauzes - augšdaļā zinātnieki ir reģistrējuši aukstākās temperatūras atmosfērā. Tie ir ap -90 C (-130 F).
Izslēgts kosmosā
Atmosfēras augšējā slānī, termosfērā, temperatūra atkal paaugstinās ar augstumu ultravioletās saules gaismas absorbcijas dēļ. Šī slāņa augšpusē temperatūra var svārstīties no 500 C (932 F) līdz 2000 C (3632 F) vai augstāk. Saules lielais enerģijas starojums jonizē daļiņas šajā slānī, un šī iemesla dēļ to dažkārt dēvē par jonosfēru. Tas ir slānis, kurā rodas auroras.
Daži zinātnieki identificē piekto slāni, kas sākas virs termosfēras un sniedzas no 100 000 līdz 200 000 km (62 000 līdz 120 000 jūdzes) kosmosā. Šajā slānī, ko dēvē par eksosfēru, gaisa blīvums pamazām izsīko. Lai gan nav skaidra gradienta, temperatūra var svārstīties no 0 C (32 F) līdz 1700 C (3092 F) atkarībā no tā, vai tā ir diena vai nakts, daļiņu koncentrācija ir pārāk zema, lai vadītu siltumu, tomēr.