Em toda a atmosfera inferior do nosso planeta, a troposfera, quanto mais alto você vai, mais frio fica. A luz do sol atravessa a atmosfera e atinge a superfície da Terra, aquecendo-a. O calor da superfície sobe pela atmosfera. Quanto mais alto você for, mais longe do "aquecedor" você chegará. Após a estabilidade térmica na camada limite chamada de tropopausa, a estratosfera, que está acima da tropopausa, aquece de baixo para cima. A troposfera sobe do nível do solo até cerca de 16 km (53.000 pés) de altitude. A estratosfera sobe para 50 km (164.000 pés) de altura, logo acima da camada de ozônio.
Registre a temperatura e a latitude da sua localização. Para o propósito deste exercício, use a temperatura média global de 15 graus C e uma posição a 45 graus de latitude, a meio caminho entre o equador e o pólo.
Calcule a temperatura na altitude de sua escolha na troposfera . As temperaturas na troposfera caem uma média de 6,5 graus Celsius por quilômetro (3,5 graus F por 1.000 pés) de altitude. Cinco quilômetros acima, a temperatura seria 15 - (5 x 6,5) = -17,5 graus C. Esta equação grosseira permanece razoavelmente precisa até a tropopausa.
Estime a temperatura na altitude de sua escolha na tropopausa. A tropopausa mantém uma temperatura mais ou menos constante de baixo para cima em latitudes mais altas. De fato, a tropopausa é em parte definida por esta estabilidade térmica. As temperaturas medem aproximadamente -32 graus C a 75 graus de latitude, -38 graus C a 60 graus de latitude e -48 graus C a 45 graus de latitude. Mais perto do equador, a tropopausa continua a esfriar. A 30 graus de latitude, a temperatura cai para -60 graus C a 15 km de altitude antes de começar a subir. No equador, a temperatura atinge -68 graus C ao redor de 17 km de altura antes de subir. A temperatura média de toda a tropopausa é de -57 graus Celsius. A tropopausa é mais fria sobre o equador e mais quente sobre os pólos porque, à medida que o ar quente sobe e se expande, absorve a energia térmica e esfria a atmosfera. Quanto mais o ar se expande, mais ele resfria o ambiente - e o ar quente se expande mais que o ar frio.
Calcule a temperatura na altitude de sua escolha na estratosfera. A temperatura sobe uniformemente através desta camada atmosférica, em média. Conforme observado na etapa anterior, sua latitude é uma consideração prática. Condições climáticas reais, é claro, nunca são tão cortadas e secas. A NASA fornece uma fórmula que calcula a temperatura estratosférica esperada (T em graus C), dada a temperatura média global de -57 graus C a 25 km de altitude. A fórmula é T = -131 + (0,003 * altitude em metros).
