Visina troposfere je različita. Na ekvatoru 18-20 km, iznad umjerenih širina 11-14 km, a na polovima samo 8-10 km. Obuhvaća oko 90% atmosferske mase. Temperatura u troposferi pada s visinom prosječno 6°C po kilometru tako da na gornjoj granici iznosi oko -45°C nad polom, a do -80°C nad ekvatorom. U troposferi se nalazi gotovo sva vodena para i zato se samo u njoj stvaraju oblaci koji daju oborine. Sve vremenske pojave koje opažami zbivaju se u troposferi. Debljina tropopauze je različita i iznosi od nekoliko stotina metara di dva kilometra. U njoj prestaje pad temperature s visinom (izotermija), a dolazi i do porasta temperature (inverzija).

 

 

 

Troposfera ima različitu visinu: na ekvatoru 16 - 18 km, iznad umjerenih širina oko 11 km, a na polovima samo 8 - 10 km. Ona obuhvaća do 90% atmosferske mase. U troposferi se nalazi gotovo sva vodena para i zbog toga se samo u njoj stvaraju oblaci koji daju oborine. Temperatura u troposferi opada s visinom, prosječno 6°C po kilometru, tako da na gornjoj granici iznosi -50 do -85°C.

 

Sve vremenske pojave koje opažamo događaju se u troposferi. Iako je debljina troposfere malena, taj sloj atmosfere ima najveće značenje za život na Zemlji. Brojnim mjerenjima ustanovljeno je da je do visine od 8 km sastav zraka približno isti kao i uz Zemljinu površinu. Visina troposfere, izvan koje je nemoguć opstanak živih bića bez umjetnog kisika iznosi oko 15 km. Debljina tropopauze je različita, a kreće se između dvije stotine metara i nekoliko kilometara. U njoj prestaje opadanje temperature s visinom (izotermija), a dolazi i do porasta temperature (inverzija).

 

U nižim slojevima troposfere temperatura pada s porastom visine iz nekoliko razloga: s povećanjem nadmorske visine utjecaj Zemljine radijacije sve je slabiji; donji slojevi troposfere gušći su i bogatiji vodenom parom pa imaju i veću moć apsorpcije od viših slojeva; pri vertikalnom strujanju zraka, zrak koji se diže ekspandira i zbog toga rashlađuje.

 

Temperatura pada s visinom naročito ljeti i u toku dana za vedra i tiha vremena, jer je tada insolacija veća od radijacije. U homogenoj zračnoj masi u kojoj je padanje temperature s visinom pravilno, mjerenjima je ustanovljeno da u srednjim geografskim širinama u većem dijelu troposfere srednja vrijednost padanja temperature (vertikalni gradijent temperature) iznosi 0,56°C na svakih 100 m visine. Zato, kada se žele usporediti temperature nekih mjesta na različitim nadmorskim visinama, najprije se svedu na morsku razinu. Spomenuto padanje temperature je pravilno, ali ima i izuzetaka.

 

Često zbog raznih procesa u atmosferi, s porastom temperatura zraka ostaje nepromijenjena. Ta pojava zove se izotermija, a takav sloj izotermni sloj. Međutim, često se na visini pojavi viša temperatura od one u susjednom nižem sloju. Takva pojava naziva se inverzija (obrat) temperature.

 

 

Prostire se od troposfere do 40 km visine. U njoj je temperatura postojana sve do 25 km. Iznad tog sloja nastaje blago povećanje temperature. Temperatura je slična temperaturi tropopauze, s godišnjim promjenama od -40°C do -65°C u umjerenim geografskim širinama. Nju karakterizira velika količina ozona, naročito na visini od 20 do 25 km, koji apsorbira ultravioletne zrake i zagrijava slojeve zraka.

 

Zrak je vrlo razrijeđen i ima malo primjesa, a naročito ima vrlo malo vodene pare, i zato u stratosferi nema oblaka koji bi davali oborine. U njenim donjim slojevima pokatkad se stvaraju visoki oblaci - Cirrusi. Nebo gledano iz stratosfere gotovo je crno, s tamnoplavim i ljubičastim sjenama, jer je rasipanje Sunčeve svjetlosti vrlo slabo. S razvitkom raketne tehnike pridaje se proučavanju stratosfere veliko značenje, naročito zato što se u tom sloju vrši zračni promet.

 

Stratosfera ima velike prednosti pred troposferom, njenim čudljivim vremenom i njenom velikom gustoćom zraka, koja zrakoplovima koči brzinu leta.

 

 

Prostire se u visini od 40 do 80 km. Zavisno od vrijednosti temperature, dijeli se u dva dijela. Prvi dio (toplo sloj) nalazi se na 40 - 60 km visine. U tom sloju temperatura raste s visinom i u gornjoj granici dosiže i do 100°C (čemu je uvjet prisutnost sloja ozona), a u drugom sloju opada s visinom i dosiže do -100°C. S naglim padom temperature nastaju i jaka vertikalna strujanja. Javljaju se tanki srebrnasti oblaci.

TERMOSFERA

 

Termosfera je dio Zemljine atmosfere od 80 do 800 km. U termosferi temperatura naglo raste: od -100°C na donjoj granici, pa do više stotina stupnjeva u njezinu gornjem dijelu. Takav porast temperature moguć je zbog jakog upijanja Sunčevih ultravioletnih zraka koje vrše molekule i atomi kisika i dušika.

 

Atmosferski sloj na visini od 120 km smatra se granicom rasipanja svjetlosti koja određuje boju neba, Iznad te visine nebo se čini sasvim crno. U tim slojevima vlada vječna tišina jer se zvuk ne rasprostire na daljinu.

 

Smatra se da prilike u termosferi djelomično odgovaraju uvjetima koji vladaju u svemiru. Dio Zemljine atmosfere zaključno s termosferom u kojemu se slojevi određuju na osnovi promjena tempetarure prema visini naziva se još i unutrašnja sfera. Iznad nje počinje vanjski dio atmosfere - egzosfera.

 

 

To je sloj Zemljine atmosfere koji se nalazi iznad termosfere. Njena granica još nije točno određena. Neki smatraju da se ona prostire na visini od 300 do 400 km, a drugi na visini od 800 do 1000 km iznad Zemljine površine. U njoj su molekule i atomi zraka toliko razrijeđeni i imaju toliku brzinu da jedan dio čestica lakih plinova (vodika, helija) svladava Zemljinu težu i odlazi u svemir. Teoretski, iznad 300 km visine, temperatura egzosfere prelazi 230°C, a moguća je i temperatura do 690°C.

 

Na osnovi mjerenja izvršenih pomoću umjetnih meteoroloških satelita pretpostavlja se da u gornjim slojevima egzosfere temperatura dosiže i više od 1500°C. Pri tom treba imati na umu da je to kinetička temperatura određena brzinom kretanja čestica plinova, a da je gustoća plinova toliko malena da se njeno toplinsko djelovanje ne može osjetiti. Računom je određeno da je u prostoru na visini od 200 km moguće postojano i slobodno kretanje jer je otpor zraka sasvim malen. To je najniža visina na kojoj mogu oko Zemlje kružiti umjetni sateliti. Iznad 200 km djeluju svi faktori međuplanetarnog prostranstva i dolaze do izražaja svemirski uvjeti. Zasada je teško utvrditi da visina od 1000 km pripada Zemljinoj atmosferi ili pak svemiru.

 

Atmosfera nema oštre granice, već postepeno prelazi u svemir, a sam svemir je "konačan ali bez granica". U svim slojevima u atmosferi, osim u egzosferi, javljaju se zračna strujanja - vjetrovi. Brzina vjetra raste s visinom. Oni u troposferi imaju pretežno zapadni smjer. U stratosferi nastaju nagle promjene vjetra prema smjeru i brzini. U donjim slojevima atmosfere pretežu zapadni vjetrovi, a u gornjim istočni. U mezosferi pretežu zapadni vjetrovi, a ljeti istočni, i to znatno veće brzine od prethodnih. Prema kemijskom sastavu zraka atmosfera se dijeli u dva osnovna sloja: hemosfera i heterosfera. Međusloj se naziva homopauza. Homosfera se prostire do visine od 100 km. U njoj je zrak gotovo istog sastava. Heterosfera je dio koji ima promjenjiv sastav zraka zbog raspadanja molekula plinova na atome.

 

Slojevi atmosfere koji su pod utjecajem Sunčeva ultraljubičastog zračenja manje ili više ionizirani nazivaju se ionosferom. Utječu na širenje radio-valova (odbijaju, lome i apsorbiraju radio-valove) i povremeno izazivaju promjene u magnetskom polju Zemlje. U ionosferi opaža se i polarna svjetlost i srebrnasti oblaci.

 

Slojevi ionosfere dobili su svoja imena od početnih slova latinske abecede. Najniži sloj ionosfere je ionizirani sloj D (na oko 60 km), iznad njega je Kennelly-Heavisideov sloj E (na 80 do 120 km), a zatim sloj F (Appletenov sloj), koji se dijeli danju, osobito ljeti na F1 i F2 i najviši sloj G. Najpostojaniji su slojevi E i F2. Sloj D je najizrazitiji danju i nestaje odmah nakon zalaska Sunca. Taj sloj reflektira duge radio-valove, a apsorbira srednje i kratke; zbog toga je prijem radio-emisija na kratkim i srednjim valovima bolji noću. Sloj E reflektira srednje i duge radio-valove; nestaje noću kao i sloj D. Slojevi E1 i E2 važni su za telekomunikacijske veze na velikim daljinama jer reflektiraju kratke radio-valove. Atmosfera čije je stanje unaprijed određeno naziva se standardna atmosfera (SA).

 

Fizikalne karakteristike SA predstavljene su srednjim vrijednostima meteoroloških elemenata, koji su dobiveni dugogodišnjim mjerenjima i one se odnose na suhi zrak. 1920. godine na temelju mjerenja postavljena je Međunarodna standardna atmosfera (MSA) koja se do danas nekoliko puta mijenjala, posebice zbog sve preciznijih mjerenja na većim visinama. Za potrebe Međunarodne organizacije civilne avijacije (ICAO-International Civil Aviation Organization) postavljena je SA ICAO.