Čím je způsoben pokles teploty v troposféře?

Největší část atmosféry, zhruba 85 % hmotnosti je obsažena v troposféře. Troposféra mění svou výšku v závislosti na ročním období a zeměpisné šířce. V létě je výše jak v zimě.Její výška nad rovníkem se pohybuje okolo 16 až 18 km, ve středních zeměpisných šířkách dosahuje 11 km nad hladinou moře a na pólech  jen 7 až 9 km.Typickým jevem v troposféře je pokles teploty vzduchu s narůstající nadmořskou výškou. Změna teploty vzduchu s výškou je větší než v jiných vrstvách. Průměrný pokles teploty vzduchu s výškou je 0,65 °C na 100 m. Čím je tento jev způsoben?

Vzduch se ohřívá od zemského povrchu, přitom se snižuje jeho hustota a začne proudit. Představme si, že se utvoří něco jako "bubliny" teplejšího vzduchu, které v okolním chladnějším vzduchu podle Archimédova zákona stoupají směrem vzhůru. Na jejich místo se pak tlačí studenější vzduch z horních vrstev troposféry. Tak dochází prouděním (konvekcí ) k promíchávání troposféry. S narůstající nadmořskou výškou se ovšem zmenšuje tlak vzduchu a tak bubliny vzduchu se rozpínají. Vzduch je velmi špatný tepelný vodič a tedy  bubliny nepřijímají žádné teplo od okolního prostředí. Při tomto ději tudíž nedochází k tepelné výměně s okolním vzduchem a tento děj můžeme přibližně považovat za adiabatický. Při adiabatické expanzi (rozpínání) se však teplota rozpínaného vzduchu v bublinách snižuje, proto se ochlazuje vzduch při výstupu vzhůru. Navíc je v bublinách obsažena vodní pára, která se takovým ochlazením ve vyšších výškách sráží a proto zde vzniká oblačnost, ze které mohou přijít srážky.

Zdroj obrázku: https://www.pilotfriend.com/av_weather/meteo/atmos.htm