Praktiskt taget hela jordens väder förekommer i troposfären, som innehåller cirka 75 procent av den totala massan av atmosfären och cirka 99 procent av vattenångan. Troposfären sträcker sig från marken till en höjd av cirka 16 kilometer vid ekvatorn och 8 kilometer vid polerna. I genomsnitt stiger den bara lite högre än Mt. Everest. Över hela troposfären minskar temperaturen och lufttrycket med ökande höjd, så regn och snö är vanligare vid högre höjder än vid havsnivå. När du passerar tropopausen eller det övre lagret av troposfären och kommer in i stratosfären, temperaturen börjar öka med höjd, men luften är för tunn för att skapa vädermönster vid den höjden.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Vädret i den övre troposfären tenderar att vara kallare, blåsigare och våtare än vid lägre höjder.
Medeltemperaturgradient
Atmosfärens övre lager speglar mycket av solens energi tillbaka till rymden, men den energi som inte reflekteras når marken och värmer upp den. Denna värme absorberas av luften på marknivå och temperaturen är högst där. När höjden ökar sjunker temperaturen med en genomsnittlig hastighet på 3,6 grader Fahrenheit per 1000 fot (6,5 grader Celsius per 1000 meter). Temperaturen i en höjd av 25000 fot (7620 meter) är i genomsnitt 90 F (50 C) kallare än vid havsnivå, varför bergsklättrare behöver så mycket kallväderutrustning.
Vind, regn och snö
Varm luft är lättare än kall luft, så luften på marknivå tenderar att stiga och förskjuter den kalla luften vid högre höjder, som faller. Detta skapar konvektionsströmmar i hela troposfären, och de är mer dominerande vid högre höjder, där luften är mindre tät och kan röra sig mer fritt. Följaktligen är vindarna starkare vid högre höjder. Kallare temperaturer vid högre höjder skapar också nederbörd, eftersom kall luft inte kan hålla så mycket fukt som varm luft. Fukt kondenserar ut ur luften som snö och is och faller tillbaka till marken. Vid lägre höjder, där temperaturen är varm, blir det regn, men det händer inte vid högre höjder där temperaturen inte har stigit över fryspunkten.
Bergseffekten
Konvektionsströmmar orsakade av utbyte av varm och kall luft strömmar uppåt längs vindsidorna av bergssluttningar, vilket skapar starka virvelströmmar nära topparna. Vatten kondenserar från luften vid högre höjder och bildar moln, som ofta täcker höga toppar och döljer dem helt. Regn och snö faller när molnen blir mättade med fukt. Nederbörden kombineras med starka vindar för att skapa frekventa stormväder. Under tiden på bergssluttens baksida är förhållandena ofta ovanligt torra, eftersom molnen som når dit inte har tillräckligt med fukt för att kondens ska uppstå.
Inversion lager
Jordytan är inte enhetligt varm och på natten eller nära havskusten kan marktemperaturen vara kallare än vid högre höjder. Kall luft stiger inte, så luften blir stillastående. Detta tillstånd, som kallas ett inversionslager, kan bestå i dagar eller veckor åt gången och när det inträffar nära ett stadsområde kan det fånga smog och föroreningar, vilket kan skapa farliga förhållanden för personer med andningsvägar känslighet.