תוֹכֶן
כמעט כל מזג האוויר של כדור הארץ מתרחש בטרופוספירה, המכילה כ 75 אחוז מכל המסה של האטמוספרה וכ 99 אחוז מאדי המים. הטרופוספירה משתרעת מהאדמה לגובה של כ -10 מייל (16 ק"מ) בקו המשווה ו -5 מייל (8 ק"מ) בקטבים. בממוצע הוא עולה רק מעט יותר מהר. אוורסט. ברחבי הטרופוספירה, הטמפרטורה ולחץ האוויר יורדים עם עלייה גוברת, ולכן גשם ושלג נפוצים יותר בגבהים גבוהים יותר מאשר בגובה פני הים. ברגע שעוברים את הטרופופוזה, או את השכבה העליונה של הטרופוספירה, ונכנסים לסטרטוספרה, הטמפרטורה מתחילה לעלות עם הגובה, אך האוויר דליל מכדי ליצור דפוסי מזג אוויר בגובה זה.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
מזג האוויר בטרופוספירה העליונה נוטה להיות קר יותר, סוער יותר ורטוב יותר מאשר בגבהים נמוכים יותר.
שיפוע טמפרטורה ממוצע
השכבות העליונות של האטמוספרה משקפות הרבה מאנרגיות השמש בחלל, אך האנרגיה שאינה משתקפת מגיעה לקרקע ומחממת אותה. חום זה נספג על ידי האוויר בגובה הקרקע, והטמפרטורות הגבוהות ביותר שם. ככל שהגובה עולה, הטמפרטורה יורדת בקצב ממוצע של 3.6 מעלות פרנהייט לאלף רגל (6.5 מעלות צלזיוס לאלף מטר). הטמפרטורה בגובה של 25,000 רגל (7,620 מטר) היא, בממוצע, 50 מעלות צלזיוס יותר מאשר בגובה פני הים, וזו הסיבה שמטפסי הרים צריכים כל כך הרבה ציוד מזג אוויר קר.
רוח, גשם ושלג
אוויר חם הוא קל יותר מאוויר קר, כך שהאוויר בגובה הקרקע נוטה לעלות, ומעקר את האוויר הקר בגבהים גבוהים יותר, שיורדים. זה יוצר זרמי הסעה ברחבי הטרופוספירה, והם שולטים יותר בגבהים גבוהים יותר, שבהם האוויר פחות צפוף ויכול לנוע בצורה חופשית יותר. כתוצאה מכך, הרוחות חזקות יותר בגבהים גבוהים יותר. טמפרטורות קרות יותר בגבהים גבוהות אף הן יוצרות משקעים, מכיוון שאוויר קר אינו מסוגל לחות כמו אוויר חם. לחות מתעבה מהאוויר כשלג וקרח, והיא נופלת בחזרה לאדמה. בגבהים נמוכים יותר, שבהם הטמפרטורה חמה, הוא פונה לגשם, אך זה לא קורה בגבהים גבוהים יותר שבהם הטמפרטורה לא עלתה מעל הקפאה.
אפקט ההר
זרמי הסעה שנגרמים על ידי חילופי אוויר חם וקר זורמים כלפי מעלה לאורך הצדדים הסובבים של מדרונות ההרים, ויוצרים זרמי אדמה חזקים ליד הפסגות. מים מתעבים מהאוויר בגבהים גבוהים יותר ויוצרים עננים, אשר לרוב מכסים פסגות גבוהות ומסתירים אותם לחלוטין. גשם ושלג יורדים ככל שהעננים הופכים רוויים בלחות. המשקעים משתלבים עם הרוחות העזות ליצירת תנאי מזג אוויר סוערים תכופים. בינתיים, בצד האחורי של מדרונות ההרים, התנאים הם בדרך כלל יבשים בצורה יוצאת דופן, מכיוון שלעננים המגיעים לשם אין מספיק לחות בכדי להתעבות.
שכבות היפוך
פני כדור הארץ אינם חמים באופן אחיד, ובלילה, או בסמוך לחוף הים, טמפרטורת הקרקע יכולה להיות קרירה יותר מזו בגבהים גבוהים יותר. אוויר קריר לא עולה, כך שהאוויר נעשה עומד. מצב זה, המכונה שכבת היפוך, יכול להימשך ימים או שבועות בכל פעם, וכאשר הוא מתרחש בסמוך לאזור עירוני הוא יכול ללכוד ערפיח ומזהמים, ויוצר תנאים מסוכנים לאנשים עם רגישות נשימה.