Suele reconocerse en la troposfera un primer nivel, definido por la influencia del substrato geográfico, al que se conoce como capa límite planetaria. En ella predomina la mezcla turbulenta del aire, generada por el roce permanente con la superficie rugosa del suelo y por la elevación convectiva de burbujas de aire al calentarse.
A esta capa se le asigna de modo convencional una altura de 600 a 800 m, pero puede oscilar entre unas decenas de metros a uno o dos km, dependiendo de factores tan variados como la topografía, rugosidad de la superficie, naturaleza de la cubierta vegetal, intensidad del viento, grado de calentamiento o enfriamiento del suelo, advección de calor y humedad, etc. Durante el día, el aporte de calor y la consiguiente mezcla vertical del aire incrementan el grosor de la capa límite, que alcanza su máxima altura a primeras horas de la tarde; por el contrario, durante la noche el enfriamiento del suelo impide la turbulencia y el espesor de aquélla se reduce.
En ocasiones, además, la estructura vertical de la capa límite permite diferenciar varios niveles:
1) una capa laminar molecular, en contacto con el suelo, de apenas unos milímetros de espesor, dominada por los efectos de la viscosidad superficial;
2) a continuación, una capa turbulenta de varias decenas de metros de altura caracterizada por la intensa turbulencia del aire; y
3) el nivel superior, donde se manifiesta cada vez con mayor energía la fuerza de Coriolis sobre el viento, llamada capa de Ekman.
Ya por encima se localiza la troposfera libre, con aire más limpio y menos denso, donde la temperatura desciende a un ritmo promedio de 6’5 ºC/km.
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