平流层之所以以平流运动为主，主要是因为其温度结构呈现上热下冷的逆温分布，抑制了对流运动的发展。这种独特的温度分布源于平流层中臭氧对太阳紫外线的选择性吸收。

平流层位于对流层之上，高度范围约10-50公里。其最显著的特征是温度随高度增加而升高，这与对流层温度递减的分布完全相反。这种逆温结构的形成机制在于平流层中富含的臭氧分子能够强烈吸收太阳辐射中的紫外线，将辐射能转化为热能。具体表现为：在20-30公里高度存在臭氧浓度峰值区，这一区域吸收的紫外辐射最多，导致该高度区间温度最高可达270K左右。而平流层底部由于离臭氧层较远，吸收的辐射能较少，温度相对较低。这种上热下冷的温度分布抑制了空气的垂直对流，使得平流层大气运动以水平方向的平流为主。

从动力学角度看，平流层的稳定性源于其温度梯度的特殊分布。根据热力学原理，当大气层结满足dT/dz > -g/c_p时（其中T为温度，z为高度，g为重力加速度，c_p为定压比热），大气处于稳定状态。平流层的温度梯度约为1-2K/km，远大于对流层的-6.5K/km，这使得理查森数（表征层结稳定度的无量纲参数）显著增大，垂直运动受到强烈抑制。观测数据显示，平流层的垂直风速通常不足0.1m/s，而水平风速可达数十米每秒，这种量级差异进一步证实了平流运动的优势地位。

从成分组成来看，平流层中水汽和尘埃含量极低（水汽混合比通常小于5ppm），缺乏形成对流所需的潜热释放和凝结核。这与对流层充沛的水汽含量形成鲜明对比。成分差异也解释了为何平流层极少出现云系发展和降水现象，保持了较高的能见度。

平流层的动力学过程表现出显著的纬度差异。在赤道地区，准双年振荡现象导致平流层风场每隔约26个月发生一次反向，这种周期性变化进一步调控了平流运动的时空特征。极地地区则因冬季极涡的形成而展现出更为复杂的平流-涡旋相互作用过程。

从应用角度看，平流层的稳定特性使其成为航空飞行的理想区域。现代喷气客机多在12公里左右高度的平流层底部巡航，既可避开对流层的湍流，又能利用平流层稳定的水平气流节省燃料。气象观测也表明，平流层过程可通过动力耦合影响对流层天气，其变化被视为延伸期天气预报的重要指示因子。