平流层大气靠其中的臭氧吸收太阳的紫外线来提高其温度，臭氧在平流层中下部最稠密，虽然在平流层上部臭氧较稀薄，但是由于太阳辐射强烈所以越上温度越高。该层天气以晴朗为主，是因为大气也水平运动为主，水平方向上温度变化不大（水汽遇冷才凝结），且几乎没有水汽，难以成云致雨。所以天气以晴朗为主。能反射无线电波的是电离层。
因为平流层的热量主要是来源于臭氧吸收太阳辐射的紫外线。
平流层中（海拔12km以上），臭氧浓度随高度上升而增加，到30km时达到最大值，约16~24mg/m3。臭氧层吸收太阳辐射的紫外线，避免太阳紫外线对地球生物的伤害，这也是平流层气温下低上高的原因。
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