La stratosphère est la deuxième couche principale de l'atmosphère terrestre, juste au-dessus de la troposphère et sous la mésosphère. Environ 20% de la masse de l'atmosphère est contenue dans la stratosphère. La stratosphère est stratifiée en température, avec des couches plus chaudes plus hautes et des couches plus froides plus proches de la Terre. L'augmentation de la température avec l' altitude est le résultat de l'absorption du rayonnement ultraviolet du Soleil par l'ozone. Cela contraste avec la troposphère, près de la surface de la Terre, où la température diminue avec l'altitude.
La stratosphère est une région d'interactions intenses entre processus radiatifs, dynamiques et chimiques, dans laquelle le mélange horizontal de composants gazeux se déroule beaucoup plus rapidement que le mélange vertical. La circulation générale de la stratosphère est appelée circulation Brewer-Dobson, qui est une circulation unicellulaire, s'étendant des tropiques aux pôles, constituée de la remontée tropicale de l'air de la troposphère tropicale et de l'afflux d'air extra-urbain. La circulation stratosphérique est une circulation principalement pilotée par les vagues, car l'affleurement tropical est induit par la force des vagues par des ondes de Rossby se propageant vers l'ouest, dans un phénomène appelé pompage Rossby-Wave.
Une caractéristique intéressante de la circulation stratosphérique est l'oscillation quasi bisannuelle (QBO) dans les latitudes tropicales, qui est entraînée par des ondes de gravité générées par convection dans la troposphère. L à QBO induit un flux secondaire qui est important pour le transport global des traceurs stratosphériques tels que l'ozone ou la vapeur d'eau.
Une autre caractéristique à grande échelle qui influence considérablement la circulation stratosphérique est la décomposition des ondes planétaires, qui se traduit par un mélange quasi-horizontal intense aux latitudes moyennes. Cette pause est beaucoup plus prononcée dans l'hémisphère d'hiver, où cette région est appelée la zone de surf. Cette rupture est due à une interaction très non linéaireentre les ondes planétaires se propageant verticalement et la région isolée de tourbillon à fort potentiel connue sous le nom de vortex polaire. La rupture qui en résulte provoque un mélange à grande échelle d'air et d'autres gaz traces le long de la zone de houle de latitude moyenne. L'échelle de temps de ce mélange rapide est beaucoup plus courte que les échelles de temps d'upwelling beaucoup plus lentes dans les tropiques et celles submergées dans l'extratropical.
