Förutom inom gränsskiktmeteorologi och ekosystemforskning spelar kopplingen mellan jordens atmosfär och den underliggande ytan via massa- och energiflöden en central roll inom atmosfärkemi och -fysik. Kopplingen kontrolleras av turbulent transport av impulser, energi och massa. Dessa kontrollerar atmosfärens strömningar, utbyte eller flöden av luftföroreningar och blandningsförhållanden i den lägre atmosfären. Meteorologisk forskning kan indelas i tre grupper enligt storleken på det studerade fenomenet. Global meteorologi granskar fenomen på en global skala, synoptisk meteorologi studerar fenomen av vädersystems storlek och mikrometeorologi vill förstå fenomen som sker i atmosfärens gränsskikt, den del av atmosfären som ligger omkring 10–2000 meter närmast jorden.