Zemes atmosfērā ir četri atšķirīgi slāņi, kā arī retināts ārējais slānis, kas bez saules vēja var izstiepties 10 000 kilometru (6214 jūdzes) attālumā no planētas. Zemākais atmosfēras slānis ir troposfēra, un slānis tieši virs tā ir stratosfēra. Starp faktoriem, kas tos definē kā divus atsevišķus slāņus, ir gaisa spiediena, temperatūras, temperatūras gradienta, vēja ātruma un vēja virziena atšķirības.
Pārvietojama robeža
Robežu starp troposfēru un stratosfēru sauc par tropopauzi, un tā nav nemainīga. Tas ir apmēram 8 kilometrus (5 jūdzes) virs zemes pie stabiem un apmēram divreiz vairāk nekā pie ekvatora. Tropopauze ir izoterms - stabilas temperatūras reģions - zem kura notiek visi planētas laika apstākļi. Tropopauze parasti iezīmē mākoņu aktivitātes augšējo robežu; tā vietā, lai paceltos virs šī izotermas, lielie vētras mākoņi parasti horizontāli izkliedējas laktas formā. Noteikti mākoņu veidi - saukti perlamutra vai perlamutra mākoņi - stratosfērā veidojas, bet parasti tikai platumā no 60 līdz 90 grādiem un tikai ziemā.
Temperatūras gradienti
Laika apstākļi troposfērā notiek tāpēc, ka gaiss zemes tuvumā ir siltāks nekā gaiss augstākos augstumos; šī parādība ir rezultāts faktam, ka zeme absorbē un izstaro saules siltumu. Šī negatīvā temperatūras gradienta dēļ attiecībā pret augstumu siltais gaiss var paaugstināties un radīt konvekcijas strāvu, kas rada vējus un mākoņus. Stratosfērā, kas sniedzas līdz aptuveni 50 kilometru (31 jūdzes) augstumam, temperatūra palielinās līdz augstums, kā rezultātā ozona slānis augšējā stratosfērā absorbē saules gaismu un izstaro siltumu uz leju. Tropopauze ir nemainīgas temperatūras reģions, kurā mainās gradienta virziens.
Vēja aktivitāte
Tieksme uz siltu, ar mitrumu piesātinātu gaisu paaugstināties un vēsu gaisu nokrist troposfērā rada vēju, mākoņus un nokrišņus. Vietējo temperatūras un gaisa spiediena izmaiņu dēļ šie vēji var būt neregulāri un reizēm arī ārkārtīgi spēcīgi. Stratosfērā, kur gaisa spiediens ir daudz zemāks un novērš siltāka gaisa griesti konvekcijas strāvas no veidošanās apstākļi ir stabilāki. Šeit praktiski nav turbulences, ko izraisa vertikālas gaisa kustības, un pastāvošie vēji, kaut arī spēcīgi, ir vienmērīgi un pūš horizontālā virzienā. Komerciālie lidaparāti lido apakšējā stratosfērā, lai izvairītos no turbulences.
Stratosfēras gaisa spiediens
Troposfērā ir aptuveni 75 procenti no atmosfērā esošajām gāzēm, un stratosfērā, kurai ir lielāks tilpums, ir aptuveni 19 procenti šo gāzu. Gaisa spiediens stratosfērā ir attiecīgi zemāks: stratosfērā spiediens vidēji ir tikai aptuveni 10 procenti vai mazāks par jūras līmeņa spiedienu. Ozona slānis, kas atrodas stratosfēras augšdaļā, ir viena no vissvarīgākajām šī atmosfēras slāņa iezīmēm. Papildus siltā gaisa griestu radīšanai, kas novērš konvekcijas strāvu veidošanos, tas filtrē saules ultravioleto starojumu, kas kaitē dzīvībai uz virsmas.