Las variaciones de temperatura en la atmósfera preocupan a los aviadores. Los sistemas meteorológicos producen cambios de temperatura cerca de la superficie terrestre. La temperatura también cambia a medida que aumenta la altitud.
La troposfera es la capa más baja de la atmósfera. Por término medio, se extiende desde la superficie de la tierra hasta unos 38.000 pies por encima de ella. Sobre los polos, la troposfera se extiende hasta sólo 25.000-30.000 pies y, en el ecuador, puede extenderse hasta unos 60.000 pies.
La mayor parte de la aviación civil tiene lugar en la troposfera, donde la temperatura disminuye a medida que aumenta la altitud. La tasa de cambio es algo constante, alrededor de -2 °C o -3,5 °F por cada 1.000 pies de aumento de altitud.
El límite superior de la troposfera es la tropopausa. Se caracteriza por ser una zona de temperatura relativamente constante de -57 °C o -69 °F.
Por encima de la tropopausa se encuentra la estratosfera. La temperatura aumenta con la altitud en la estratosfera hasta casi 0 °C antes de volver a disminuir en la mesosfera, que se encuentra por encima de ella.
La estratosfera contiene la capa de ozono que protege a los habitantes de la Tierra de los dañinos rayos UV. Algunos vuelos civiles y numerosos vuelos militares se realizan en la estratosfera.
Cuando un avión vuela a gran altura, quema menos combustible para una velocidad determinada que para la misma velocidad a una altitud inferior. Esto se debe a la disminución de la resistencia aerodinámica resultante de la reducción de la densidad del aire.
El mal tiempo y las turbulencias también pueden evitarse volando en el aire relativamente suave por encima de las tormentas y la actividad convectiva que se producen en la troposfera inferior. Para aprovechar estas eficiencias, los aviones están equipados con sistemas ambientales para superar los niveles extremos de temperatura y presión.
Mientras que el oxígeno suplementario y los medios para mantenerse caliente son suficientes, los sistemas de presurización y de aire acondicionado de las aeronaves se han desarrollado para hacer más cómodo el vuelo a gran altura.
