你是否曾经去过高海拔地区，比如青藏高原、西藏、新疆等地？你是否曾经感受过那里的空气是多么的稀薄，呼吸是多么的困难，头晕是多么的难受？你是否曾经想过，为什么高海拔地区的空气会这样，和低海拔地区有什么不同呢？
空气是我们生活中必不可少的东西，没有空气，我们就无法呼吸，就无法生存。空气是由多种气体组成的混合物，其中最主要的成分是氮气和氧气，分别占了78%和21%。其他的还有少量的二氧化碳、水蒸气、惰性气体等。空气是有重量的，它受到地球引力的作用，形成了一层层包裹着地球的大气层。
大气层可以分为几个不同的层次，从低到高依次是对流层、平流层、中间层、热层和外层。我们生活在对流层内，这一层大约有12公里厚，占了大气层总厚度的10%左右。对流层内的空气温度随着高度升高而降低，平均每升高100米，温度就下降0.6摄氏度。这就是为什么高山上总是冰雪覆盖，而平原上则相对温暖。
为什么对流层内的空气温度会随着高度升高而降低呢？这和太阳辐射和大气热力学有关。太阳辐射是地球上所有能量的来源，它照射到地球表面，被水体、岩石等吸收后，转化为热能。这些热能又通过辐射、对流和传导等方式传递给周围的空气。因此，地面是对流层内空气温度的主要热源。
并不是所有的太阳辐射都能到达地面，有一部分会被大气层中的水汽、云雾、灰尘等反射或吸收掉。这些反射或吸收掉的太阳辐射就成为了大气本身的热源。在对流层内，越靠近地面的空气越容易受到地面热源的影响，而越靠近对流层顶部的空气越容易受到大气热源的影响。
当空气受到热源加热后，它会变得轻盈而上升，在上升过程中，它会遇到更低压更稀薄的空气环境。这时候，它会膨胀并对外做功，消耗自身内能，并导致温度下降。这就是为什么上升的空气会变冷的原因。相反，当空气受到冷源冷却后，它会变得沉重而下沉，在下沉过程中，它会遇到更高压更密集的空气环境。这时候，它会被压缩并受到外界做功，增加自身内能，并导致温度上升。这就是为什么下沉的空气会变热的原因。因此，在对流层内，空气的温度主要取决于它的运动状态，上升的空气温度下降，下沉的空气温度上升。
高海拔地区的空气为什么稀薄，是因为大气压力随着高度升高而降低，空气密度随着压力降低而减小，空气分子之间的距离增大，空气变得稀薄。而空气温度为什么随着高度升高而降低，其实是因为太阳辐射和大气热力学的作用，地面是对流层内空气温度的主要热源，而越靠近地面的空气越容易受到地面热源的影响，而越靠近对流层顶部的空气越容易受到大气热源的影响，同时上升的空气会膨胀并对外做功，导致温度下降。