海拔越高，温度未必越低！
有个大家都很熟悉，但实际上却是错误的常识：海拔越高，温度就会越低。
这句话其实少了一个前提，那就是在大气层中的对流层，才会是温度随着海拔的升高而降低。要知道对流层上面是平流层，平流层的情况就完全是反过来的，随着温度随着海拔的升高而升高。
那么问题来了，同样都是地球的大气层，为什么平流层和对流层出现了完全相反的情况呢？
大气层的受热过程
要了解这个问题，我们得先解决一个最核心的问题：大气层的热量到底是咋来的？
一般来说，热量的传递有三种方式：热传导，热对流和热辐射。
地球整个系统的能量来源主要是来自于太阳的热辐射。因此，地球大气层的热量最根本的来源是太阳辐射。即便都是依靠太阳辐射，但是大气层各部分的受热过程是完全不一样的。
要搞清楚这个受热过程，我们就需要先搞清楚：辐射到底是什么？
科学家发现，凡是高于绝对零度的物质都会向发出辐射（电磁波）；同时，根据热力学第三定律：绝对零度是达不到的；我们可以推出，宇宙中的一切物质都会向外发出辐射（电磁波）。
虽然都是电磁波，但电磁波之间也有不同。电磁波是一个很大的家族，其中有一部分波段是人类可以用肉眼看到的，也就是我们看到的“光”，这部分被我们称为可见光波段。除了可见光波段，还有红外波段和紫外波段，这是我们肉眼看不到的，它们实实在在地存在。
不同波段之间的区别就在于波长，越往红端靠近的，波长就越长；越往蓝端靠近的，波长就越短；紫外线、X射线就属于波长很短的电磁波，而手机辐射，FM则属于波长较短的电磁波。
科学家发现，温度和辐射是存在关系的。如果温度越高，发出电磁波的波长就越短，能量越强；如果温度越低，发出电磁波的波长就越短，能量越弱。
而太阳表面的温度达到了5000~6000度，太阳辐射主要集中在短波辐射，其中主要包括可见光和紫外线。
太阳在向外辐射电磁波时，辐射是先抵达地球的大气层。这时候地球的大气层会对太阳辐射起到削弱作用。
具体来说，大气层会吸收一部分太阳辐射，不过大气层不是什么电磁波都吸收，而是有选择地吸收。其中，大气中的二氧化碳可以吸收掉太阳辐射中的红外线，而臭氧则能够吸收紫外线。正如上文我们说到的，太阳辐射主要是集中在可见光波段和紫外线。因此，吸收产生的削弱作用非常有限。
除了吸收之外，太阳辐射还会被大气层通过散射和反射的形式进行削弱，这两种削弱作用才是最主要的。因此，大气层的削弱主要体现在吸收、散射和反射。
由于削弱作用的存在，太阳辐射通过大气层后，就会只剩下一半左右。这部分抵达地球的表面，最终被地面吸收。地面吸收了太阳辐射后，温度会升高，也会向外发出辐射。由于地表的温度较低。所以，地表辐射的主要是长波辐射。85%的地表辐射都会被大气中的二氧化碳和水汽吸收。于是，大气吸收了这部分辐射之后，温度也会升高，大气自身也会向外辐射。大气的辐射一部分会进入太空当中，其余的会抵达地面，抵达地面的这部分辐射也被称为大气逆辐射。大气层之所以可以对地球起到保温作用，主要就是因为大气吸收了地面的辐射以及大气的逆辐射。
对流层vs平流层
了解了大气的受热过程之后，我们再来看看为什么对流层和平流层的区别。对流层的热量主要来自于地表的辐射，说白了它是被地表烤热的。因此，对流层的温度是随着高度的上升而降低。科学家发现，高度每升高1000米，温度就会下降6.5度。
由于热量来自于地表辐射，这使得靠近地面的热空气因为受热膨胀而上升，而高空的冷空气会下降，这就形成了对流，这也是对流程被称为对流层的原因。我们日常生活的各种天气实际上都是发生在对流层当中的。
平流层是在对流层上面，平流层当中有臭氧的存在。因此，平流层的主要热量来自原臭氧吸收的太阳辐射中的紫外线。高度越高，意味着接收到的太阳辐射越多，也就越热。因此，平流层的温度是随着高度的升高而升高的。由于高温在上方，低温在下方，不存在冷热空气对流的问题，平流层的空气是平流运动的，所以这层才被叫做平流层。
这个特点也使得平流层特别稳定，不会有太大的波动。因此，我们乘坐的飞机基本上都是在平流层中飞行的，这样做会更安全。
总结
对流层的温度随着高度增加而减少是因为热量主要来自于地球表面，而平流层的温度随着高度的增加而增加是因为热量主要来自于太阳辐射。
