Кроме движения воздуха в горизонтальном направлении, в атмосфере происходят и вертикальные перемещения. Эти движения возникают вследствие нагрева или горизонтальных перемещений воздуха различных плотностей.

Наибольшее значение имеют движения, возникающие вследствие натекания теплого воздуха на холодный по очень пологой поверхности раздела между этими воздушными массами.

Вертикальные движения возникают также и вследствие влияния рельефа местности. Встречающиеся на пути движения горизонтального воздушного потока неровности земной поверхности (горы, холмы) вызывают восходящие и нисходящие потоки.

Влияние неровностей земной поверхности (особенно горных хребтов) на перемещение воздуха обнаруживается на значительном расстоянии перед препятствием (горами), а также за препятствием и до некоторого расстояния от вершины препятствия.

Влияние горных хребтов в горизонтальном направлении распространяется на расстоянии, равном десяти-пятнадцатикратной высоте хребта, а по вертикали — на одну треть высоты горного хребта над вершиной. В полете это влияние выражается тем, что при подходе к горам с наветренной стороны летательный аппарат подбрасывает воздушным потоком вверх, а с подветренной стороны — летательный аппарат проваливается вниз.

Наибольшее количество вертикальных воздушных потоков наблюдается в слое до 1 500 м от земли. Обычно скорость термических вертикальных потоков небольшая (не более 1,5 м/сек).

Наибольшего развития вертикальные потоки достигают в середине дня (от 12 до 15 часов). В эти часы скорость вертикального потока достигает 4 м/сек. При некоторых условиях вертикальные потоки могут иметь большие скорости — до8 м/сек у земли, а на высоте 4 000-8 000 м динамические потоки достигают 20—30 м/сек.

Восходящие потоки термического происхождения могут возникать и в ночное время. Ночные восходящие потоки возникают вследствие различного излучения тепла отдельными участками земли при установившейся ясной погоде. Например, температура воздуха ночью над водными бассейнами и большими городами может оказаться выше температуры воздуха соседних участков.