Если перемешивание воздуха по вертикали отсутствует, то распределение давления какого-либо газа можно рассчитать с помощью барометрической формулы, согласно которой давление более тяжелых газов убывает с высотой быстрее, чем более легких газов. Следовательно на больших высотах должны преобладать более легкие газы. Можно считать твердо установленным тот факт, что состав воздуха до высоты около 95 км постоянен. А что происходит в атмосфере выше 95 км?
Долгое время распространению представления о полностью перемешанной атмосфере препятствовало то, что в стратосфере термическая стратификация сильно устойчивая, а это затрудняет перемешивание воздуха по вертикали. Но в свободной атмосфере главную роль в возникновении перемешивания играет динамический фактор - изменение скорости ветра с высотой. Немаловажное значение для выравнивания состава атмосферы имеет также горизонтальное крупномасштабное перемешивание.
Выше 95 км состав атмосферы существенно изменяется. Основным процессом , под влиянием которого происходит изменение состава воздуха выше 95 км, является диссоциация кислорода под воздействием солнечной радиации с длиной волны меньше 0,242 мкм.
Таким образом, около 200 км концентрация атомного кислорода становится сравнимой с концентрацией азота, концентрация же молекулярного кислорода составляет лишь малую часть концентрации атомного кислорода.