Чому на вершинах гір холодніше

Тиск повітря на вершині гори Фудзі (висота - 3782 м) становить 2/3 від атмосферного тиску над рівнем моря.
У низинах атмосфера має велику щільність. На височинах вона більш розріджена, і тиск повітря тут нижче. Піднімається вгору повітря, нагріте випромінюванням від поверхні, збільшується в об'ємі і охолоджується при попаданні його в область низького атмосферного тиску - цей процес відомий як адіабатне охолодження.
Вище - значить холодніше

Сонячне випромінювання проходить через атмосферу, нагріваючи поверхню Землі. Потім інфрачервоне випромінювання від поверхні нагріває нижній шар атмосфери. Як показано на малюнку, шар С нагрівається теплом з поверхні, а потім випромінює своє тепло як вгору, так і вниз. Наступний за ним шар В нагрівається теплом, виділеним шаром С. В свою чергу шар В виділяє тепло, нагріваючи атмосферу над собою і під собою.

Але при цьому частина тепла втрачається, і верхні шари отримують лише малу його частину. Так як на великій висоті атмосфера більш розріджена, то піднімається повітря охолоджується і збільшується в об'ємі (так зване адіабатне охолодження).
напрямок нагрівання

Графік на малюнку справа показує зміни температури від поверхні до висоти приблизно 50 км. На верхній межі тропосфери, яка називається тропопаузою (приблизно в 12 км над рівнем поверхні), температура починає зростати. У стратосферу додаткове тепло привносить озоновий шар. Він поглинає шкідливе ультрафіолетове випромінювання сонця, і енергія ультрафіолетових променів при цьому нагріває стратосферу.