Luften blir kallare med höjden eftersom den utvidgas.
När luft utvidgas måste rörelseenergin i luftmolekylerna, det vill säga det vi upplever som temperatur, täcka en större volym.
Konsekvensen är att luftmolekylerna mer sällan kolliderar – både med varandra och med objekt i omgivningen – vilket leder till en sjunkande temperatur.
Att luften utvidgas med höjden beror på att lufttrycket sjunker. Det sker eftersom den mängd luft som ligger över en given punkt i atmosfären blir mindre med höjden. Vikten av den överliggande luftmassan bestämmer lufttrycket.
Luften är kallare i höga luftlager
På hög höjd ökar avståndet mellan luftmolekylerna, så att temperaturen sjunker. Därför utvidgas och avkyls luften ju högre upp den kommer. Omvänt blir luften mer komprimerad och varmare om den är närmare jordytan.
Kall luft faller nedåt
Den varma luften ligger dock inte alltid nederst. En molnfri natt härrör kylan till största delen från jordytan, som kyler av de nedersta luftlagren.
Luften har här samma tryck som den omgivande luften och stannar kvar vid marken – just för att den är kallare.
Forskare talar till och med om att kall luft trillar ned i låglänta delar av landskapet, där temperaturen kan vara flera grader lägre än på toppen av ett närliggande höjddrag.