ทำไมอยู่ที่สูงถึงรู้สึกหนาว แต่ ในชั้นบรรยากาศชั้นบน ๆ กลับร้อน?

 1. ที่สูงที่เราพูดถึง (ภูเขา ยอดดอย) → อยู่ใน โทรโพสเฟียร์ (Troposphere)

• นี่คือชั้นบรรยากาศชั้นล่างสุดที่เราอาศัยอยู่ (สูงจากพื้นดินประมาณ 0-10 ถึง 12 กิโลเมตร)
• ยิ่งสูงยิ่งหนาว เพราะ:
  • พื้นโลกได้รับแสงแดดแล้วร้อนขึ้นก่อน (พื้นดิน/น้ำดูดซับรังสีได้ดี) แล้วค่อยถ่ายเทความร้อนให้อากาศใกล้พื้น
  • เมื่ออากาศร้อนลอยขึ้นไป ความดันอากาศลดลง → อากาศขยายตัว (expansion) → อากาศเย็นลง (adiabatic cooling)
  • อากาศยิ่งสูงยิ่งเบาบาง (โมเลกุลน้อยลง) จึงเก็บความร้อนได้น้อย
  • อัตราการลดอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 6.5°C ต่อความสูงทุก 1 กิโลเมตร

นี่คือเหตุผลที่บนดอยหรือภูเขาสูง ๆ (เช่น ดอยอินทนนท์ หรือยอดเอเวอเรสต์) จึงหนาวมาก แม้จะใกล้ดวงอาทิตย์กว่าเล็กน้อยก็ตาม เพราะความร้อนหลักมาจากพื้นโลก ไม่ใช่จากแสงแดดโดยตรงที่อากาศดูดซับได้น้อย

2. ชั้นบรรยากาศที่ "ร้อน" → อยู่ใน สตราโทสเฟียร์ (Stratosphere) และชั้นที่สูงกว่านั้น (โดยเฉพาะ เทอร์โมสเฟียร์)

• สตราโทสเฟียร์ (สูงประมาณ 10-50 กม.): อุณหภูมิ เพิ่มขึ้น ตามความสูง (เรียกว่า temperature inversion)
  • เพราะมีชั้นโอโซน (Ozone) ที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) จากดวงอาทิตย์โดยตรง ทำให้อากาศในชั้นนี้ร้อนขึ้น (สูงสุดราว 0-20°C หรือมากกว่าในบางส่วน)
  • ไม่มีเมฆ ฝน หรือการปะปนแบบโทรโพสเฟียร์
• เทอร์โมสเฟียร์ (สูง 80-700 กม. ขึ้นไป): อุณหภูมิสูงมาก (หลายร้อยถึงพันองศาเซลเซียส)
  • เพราะโมเลกุลอากาศ (ที่เหลือน้อยมาก) ดูดซับรังสีพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์โดยตรง
  • แต่ถึงจะ "ร้อน" ในแง่อุณหภูมิ (โมเลกุลเคลื่อนที่เร็ว) แต่ อากาศเบาบางสุด ๆ จนแทบไม่มีโมเลกุลให้ถ่ายเทความร้อนได้ เราจึงไม่ "รู้สึก" ร้อนแบบที่พื้นโลก (เหมือนอวกาศที่หนาวแต่ดวงอาทิตย์แผ่รังสีแรง)

สรุปง่าย ๆ

• ที่สูงแบบภูเขา (ในโทรโพสเฟียร์): หนาวเพราะความร้อนมาจากพื้นโลก + อากาศขยายตัวและเบาบางเมื่อขึ้นสูง
• ชั้นบรรยากาศสูงมาก (สตราโทสเฟียร์ขึ้นไป): ร้อนเพราะก๊าซ (เช่น โอโซน) ดูดซับรังสี UV/รังสีพลังงานสูงจากดวงอาทิตย์โดยตรง ไม่ต้องอาศัยพื้นโลก