Die Temperaturverteilung in der Atmosphäre gestaltet sich sehr komplex. Widersprüchlich erscheinen die klaren Gegebenheiten – in 10․000 Metern Höhe ist es kälter als am Boden. Aber warum ist das so?
Zunächst einmal ist die Luft in diesen Höhenlagen erheblich dünner. Der Druck ist viel geringer. Das bedeutet wenig Luftmoleküle die welche eintreffende Sonnenstrahlung absorbieren könnten. Dies geschieht trotz der tatsächlichen Nähe zur Sonne.
Die Erdatmosphäre funktioniert wie eine Art Puffer. Während der Erdboden Sonnenstrahlung effizient aufnimmt ´ speichert er die Wärme ` die später als langwellige Strahlung an die umgebende Luft abgegeben wird. Mit dieser Abstrahlung erwärmt sich die Luft in Bodennähe schnell. Im Vergleich dazu kann die dünne Luft in zehn Kilometern Höhe dadurch nur sehr wenig Wärme speichern oder abgeben – dies führt zu kühleren Temperaturen.
Ein interessanter Aspekt ist die direkte Verbindung zwischen der Atmosphäre und dem Boden. Die Erdatmosphäre ist so strukturiert: Dass sie sich mit Höhe verändert. Das bedeutet ´ je weiter wir nach oben⬆️ aufsteigen ` desto weniger Luftdruck und Wärme finden wir vor. Zum Beispiel: Laut meteorologischen Daten liegt die Durchschnittstemperatur auf Meereshöhe bei etwa 15 Grad Celsius, während in 10․000 Metern Höhe oft Temperaturen von minus 50 Grad Celsius oder sogar kälter herrschen.
Ein weiterer entscheidender Faktor ist die Absorption der Sonnenstrahlung. Die Luftmoleküle ´ die in der hohen Atmosphäre vorhanden sind ` können die Sonnenstrahlung nicht effektiv umwandeln und speichern. Auf dem Boden dagegen kann der Erdboden Sonne☀️ in Wärme umwandeln und speichern, weil er eine größere Masse besitzt und deshalb weiterhin Energie bündeln kann. Diese Wärme wird in der Atmosphäre über Strahlung verteilt und das Aufsteigen der warmen Luft führt zu einer weiteren Kühlung.
Außerdem ist zu beachten – die Intensität der Sonnenstrahlung nimmt mit der Distanz ab. Auch wenn man in 10․000 Metern Höhe „näher“ an die Sonne scheint - die Luft ist das was das entscheidende Kriterium darstellt. So prägt das Zusammenspiel von Atmosphäre und Erdoberfläche die Temperaturdifferenzen grundlegend.
Insgesamt ergibt sich ein komplexes Bild: Die Temperatur🌡️ in der Atmosphäre wird nicht nur durch die Nähe zur Sonne allerdings vor allem durch die Bedingungen der Luftdichte Absorption und Abgabe von Energie und ebenfalls atmosphärischem Druck bestimmt. Dies erklärt, warum es in großen Höhen kühler ist, trotzdem der scheinbaren Nähe zur Sonne.