Praktycznie cała ziemska pogoda występuje w troposferze, która zawiera około 75 procent całkowitej masy atmosfery i około 99 procent pary wodnej. Troposfera rozciąga się od ziemi do wysokości około 10 mil (16 kilometrów) na równiku i 5 mil (8 kilometrów) na biegunach. Średnio podnosi się nieco wyżej niż Mt. Everest. W całej troposferze temperatura i ciśnienie powietrza spadają wraz ze wzrostem wysokości, więc deszcz i śnieg występują częściej na wyższych wysokościach niż na poziomie morza. Kiedy miniesz tropopauzę, czyli górną warstwę troposfery i wejdziesz do stratosfery, temperatura zaczyna rosnąć wraz z wysokością, ale powietrze jest zbyt rozrzedzone, aby tworzyć wzory pogodowe tej wysokości.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Pogoda w górnej troposferze jest zwykle chłodniejsza, wietrzniejsza i wilgotniejsza niż na niższych wysokościach.
Średnia temperatura gradientu Temperature
Górne warstwy atmosfery odbijają większość energii słonecznej z powrotem w przestrzeń kosmiczną, ale energia, która nie jest odbijana, dociera do ziemi i ją ogrzewa. Ciepło to jest pochłaniane przez powietrze na poziomie gruntu i tam temperatury są najwyższe. Wraz ze wzrostem wysokości temperatura spada w średnim tempie 3,6 stopnia Fahrenheita na 1000 stóp (6,5 stopnia Celsjusza na 1000 metrów). Temperatura na wysokości 25 000 stóp (7620 metrów) jest średnio o 90 F (50 C) niższa niż na poziomie morza, dlatego alpiniści potrzebują tak dużo sprzętu do zimnej pogody.
Wiatr, deszcz i śnieg
Ciepłe powietrze jest lżejsze niż zimne, więc powietrze na poziomie gruntu ma tendencję do unoszenia się, wypierając zimne powietrze na wyższych wysokościach, które opada. Powoduje to powstawanie prądów konwekcyjnych w troposferze, które są bardziej dominujące na wyższych wysokościach, gdzie powietrze jest mniej gęste i może się swobodniej poruszać. W konsekwencji wiatry są silniejsze na wyższych wysokościach. Niższe temperatury na wyższych wysokościach powodują również opady atmosferyczne, ponieważ zimne powietrze nie może zatrzymać tyle wilgoci, co ciepłe powietrze. Wilgoć skrapla się z powietrza w postaci śniegu i lodu i opada z powrotem na ziemię. Na niższych wysokościach, gdzie temperatura jest ciepła, zamienia się w deszcz, ale nie dzieje się tak na wyższych wysokościach, gdzie temperatura nie wzrosła powyżej zera.
Efekt gór
Prądy konwekcyjne spowodowane wymianą ciepłego i zimnego powietrza płyną w górę wzdłuż nawietrznych zboczy górskich, tworząc silne prądy wirowe w pobliżu szczytów. Woda skrapla się z powietrza na wyższych wysokościach i tworzy chmury, które często pokrywają wysokie szczyty i całkowicie je ukrywają. Deszcz i śnieg padają, gdy chmury nasycają się wilgocią. Opady łączą się z silnymi wiatrami, tworząc częste sztormowe warunki pogodowe. Tymczasem po zawietrznej stronie zboczy górskich warunki są często niezwykle suche, ponieważ chmury, które tam docierają, nie mają wystarczającej ilości wilgoci, aby doszło do kondensacji.
Warstwy inwersji
Powierzchnia ziemi nie jest jednolicie ciepła, a w nocy lub w pobliżu wybrzeża temperatura gruntu może być niższa niż na wyższych wysokościach. Chłodne powietrze nie unosi się, więc powietrze staje w miejscu. Ten stan, zwany warstwą inwersyjną, może utrzymywać się przez kilka dni lub tygodni, a gdy wystąpi w pobliżu obszar miejski, może zatrzymywać smog i zanieczyszczenia, tworząc niebezpieczne warunki dla osób z chorobami układu oddechowego wrażliwości.