Luften bliver koldere med højden, fordi den udvider sig.
Når luft udvider sig, skal bevægelsesenergien i luftmolekylerne, dvs. det, vi oplever som temperatur, dække et større volumen.
Konsekvensen er, at luftmolekylerne støder sjældnere sammen både med hinanden og med objekter i omgivelserne, hvilket fører til en faldende temperatur.
Når luften udvider sig med højden, skyldes det, at lufttrykket falder. Det sker, fordi den mængde luft, der ligger over et givent punkt i atmosfæren, bliver mindre med højden. Vægten af den overliggende luftmasse afgør lufttrykket.
Luften er koldere i de høje luftlag
I højden øges afstanden mellem luftmolekylerne, så temperaturen falder. Derfor udvides og afkøles luften, jo højere op den kommer. Omvendt bliver luften også mere komprimeret og varm, hvis den er tættere på jordoverfladen.
Kold luft triller ned
Varm luft ligger dog ikke altid nederst. På klare nætter bliver jordoverfladen meget kold, når den uhindret af skyer udstråler sin varmeenergi.
Det køler luften i bunden af atmosfæren ned, og fordi den har samme tryk som den omgivende luft, forbliver den ved jordoverfladen.
Meteorologerne taler sågar om, at kold luft "triller ned" i lavninger, hvor temperaturen kan være flere grader lavere end oppe på et nærliggende bakkedrag.