kun nousemme maanpinnalta, korvamme poksahtavat ja ilma kylmenee. Ilmanpaine, tiheys ja lämpötila laskevat. Ilmakehän lämpötila on tärkein sen rakennetta säätelevä ominaisuus.
ilmakehän ensimmäisten kilometrien ilma, troposfääri, ei ime merkittävästi auringon säteilyä, vaan se lämpenee kosketuksesta maahan. Pintalämmitteinen ilma laajenee lämmetessään, muuttuu vähemmän tiheäksi kuin ympäröivä viileämpi ilma ja nousee kelluvina ja turbulenttisina kuplina. Tämä on konvektio ja tärkein prosessi, jolla troposfääri sekoittuu ja lämpenee.
vaikka konvektio kuohuttaa ja sekoittaa troposfääriä, mitä korkeammalla se on, sitä kylmemmäksi se muuttuu. Miksi?

kuvittele maan lämmittämä yksittäinen ilmakupla, joka kohoaa ylöspäin. Kun se kiipeää, paine laskee, ja niin kupla laajenee tasaamaan paineensa ympäröivään ilmaan. Jotta kupla laajenisi, sen täytyy kohdistaa voima ympäröivään ilmaan ja siirtää se pois. Tehty työ vaatii energiaa ja ainoa lähde on kuplan ilman sisäinen molekyylienergia-tai lämpösisältö. Sisäenergia laskee ja lämpötila, joka on puhtaasti sen mitta, laskee*.
kupla nousee, kunnes sen lämpötila on sama kuin ympäröivän ilman. Jos kuvittelemme ilmakehän koostuvan kokonaan tällaisista kuplista, näemme, että ne nousisivat ja laskeutuisivat, kunnes saavutettaisiin luonnollinen tasapainotila, jossa lämpötila laskee tasaisesti lisääntyvän korkeuden**myötä.
Jos ilmaa ei koskaan lämmitettäisi auringon säteilyllä, sen lämpötila laskisi edelleen kiivetessämme. Kuitenkin ~12 km: n korkeudessa saavutetaan vähintään ~-55°C, tropopaussi***. Sen yläpuolella lämpötila alkaa taas nousta, koska stratosfäärissä ilma sisältää auringonvaloa absorboivan aineen, otsonin.
tropopaussin minimi toimii esteenä^ troposfäärin ja stratosfäärin välillä, koska sekoittuminen ja lämmön siirtyminen konvektion avulla voi tapahtua vain lämpötilan laskiessa korkeuden mukana. Troposfääri-jossa konvektio on sallittu-on turbulenttinen ja hyvin sekoittunut. Stratosfääri, jonka lämpötila nousee korkeuden mukana, on vakaa, kerrostunut kerroksiksi ja suhteellisen huonosti sekoittunut^^.
korkeilla leveysasteilla tropopaussi ja alempi stratosfäärin lämpötila voivat syöksyä ~ -85°C: seen tarjotakseen olosuhteet PSC: ille, polaarisille stratosfääripilville, joiden osajoukkona ovat uskomattoman kirkkaat ja värikkäät helmiäispilvet.

	*	lämpötila on molekyylin sisäisen energian mitta, joka saadaan kineettisestä, pyörivästä ja värähtelyliikkeestä. mitä energisempi liike, sitä korkeampi lämpötila.
	**	kaatumisnopeutta kutsutaan ” raukeamisnopeudeksi. Sen keskiarvo on 6,5°c / km. Todelliset hinnat riippuvat lämpötilasta ja kosteudesta. Korkean lämpötilan kostea ilma voi olla vain 4°c/km.
	* * *	ilmakehän lämpötilaprofiili riippuu leveysasteesta. Tropopaussin korkeus vaihtelee Päiväntasaajan ~16 kilometristä napojen vain ~8 kilometriin. Se riippuu myös merenpinnan lämpötilasta ja vuodenajasta. Virallisesti tropopaussi alkaa alimmalta tasolta, kun raukeamisnopeus laskee 2°c/km.
	^	tropopaussi ei ole täydellinen este, se vuotaa. Voimakkaasti konvektiiviset troposfäärimyrskyt kuljettavat vesihöyryä tropopaussin yli. Tropopaussissa on taukoja suihkuvirtauksen länsiosien lähellä, mikä mahdollistaa stratosfäärin ja troposfäärin ilman vaihdon.
		^^	sekoittumista tropopaussin yläpuolelle auttavat painovoima-aallot. Vielä paljon korkeammalla molekyylidiffuusiosta tulee tärkeä.