Lufta blir kaldere med høyden fordi den utvider seg.
Når luft utvider seg, må bevegelsesenergien i luftmolekylene, altså det vi opplever som temperatur, dekke et større volum.
Konsekvensen er at luftmolekylene støter sjeldnere sammen både med hverandre og med objekter i omgivelsene, noe som fører til en fallende temperatur.
Når lufta utvider seg med høyden, skyldes det at lufttrykket faller. Det skjer fordi den mengden luft som ligger over et gitt punkt i atmosfæren, blir mindre med høyden. Vekten av luftmassen som ligger over, avgjør lufttrykket.
Luften er kaldere i de høyere luftlag
I høyden øker avstanden mellom luftmolekylene, slik at temperaturen faller. Derfor utvides og avkjøles luften jo høyere opp den kommer. Omvendt blir luften også mer komprimert og varm hvis den er tettere på jordoverflaten.
Kald luft faller
Den varme luften ligger imidlertid ikke alltid nederst. På en skyfri natt blir mesteparten av kulden sendt ut fra jordoverflaten, noe som avkjøler de nederste luftlagene.
Lufta har her samme trykk som den omgivende lufta og blir nede ved bakken – nettopp fordi den er kaldere.
Forskere snakker til og med om at kald luft synker ned i søkk i landskapet, der temperaturen kan være flere grader lavere enn på toppen av et bakkedrag rett i nærheten.