Sirkulasjonsmønstrene i den øvre mesosfæren og termosfæren er helt forskjellige fra dem i den nedre atmosfæren. Ved høyder fra 90–150 km beveger luften seg fra dagsiden til nattsiden av planeten med oppstrømning over den solbelyste halvkulen og nedstrømning over den mørke halvkulen. Nedstrømning over nattsiden forårsaker adiabatisk oppvarming av luften som danner et varmt lag i en høyde på 90–120 km i mesosfæren på nattsiden. Temperaturen i dette laget – 230 K (−43 °C) er langt høyere enn den typiske temperaturen funnet i nattsiden av temosfæren – 100 K (−173 °C).