Тропосфера во всех отношениях — произведение земной поверхности, нагреваемой Солнцем. Ее высота определяется интенсивностью вертикальной конвекции — восходящих и нисходящих токов воздуха (отсюда и название тропосферы: тропос — греч. поворот), вызванных нагреванием Земли. В экваториальных широтах конвекционные токи поднимаются до высоты 17, в умеренных 11, а в полярных до 8 км. На этих высотах находится верхняя граница тропосферы; средняя ее мощность 11 км. Она изменяется не только с широтой, но и в зависимости от температуры воздуха при смене погоды, с чем связана интенсивность конвекции.
В тропосфере находится 80% всей массы воздуха, причем половина его сосредоточена в нижнем пятикилометровом слое. Если у земной поверхности давление воздуха 1013-10-‘ Па (1013 мб), то близ верхней границы тропосферы оно только 28-10- Па (280 мб), т. е. уменьшается в 4 раза. Такую малую плотность воздуха способны переносить только микроорганизмы.
Географически чрезвычайно важен тепловой режим тропосферы. Солнечные лучи проходят через нее, не нагревая воздуха. Источником тепла служит земная поверхность, нагретая Солнцем. Это. с одной стороны, создает конвекционные токи, а с другой вызывает падение температуры с высотой за счет адиабатического охлаждения поднимающегося воздуха. Уменьшаясь в среднем на 1°С на каждые 6 км, температура вверху тропосферы снижается над экватором до —70°, а над северным полюсом до —45° и —65° С.
Влияние земной поверхности простирается приблизительно до высоты в 20 км. а далее нагревание воздуха происходит непосредственно Солнцем и действует термодинамическая система, независимая от земной поверхности.
Таким образом, принадлежность 20-километрового слоя к биосфере — географической оболочке обозначается и проникновением живых организмов, и тепловым воздействием земной поверхности. На этой высоте исчезают широтные различия в температуре воздуха и географическая зональность размывается.
