Hoe hoger ik kom hoe kouder het wordt. Hoe kan dat?

De warmte die dicht bij de aarde ontstaat, is het gevolg van zonnestraling die bij het raken van een oppervlak omgezet wordt in warmte. Hoe verder van de aarde af, hoe kouder het dus wordt. Dat is overigens tot bepaalde hoogte. Er bestaan lagen in de admosfeer waar het juist enorm heet is.

Toegevoegd na 4 minuten:
In de exosfeer lopen de temperaturen op van minimaal 480 graden celcius 's nachts tot 1700 graden celcius overdag. Een mooi schema van de lagen in de admosfeer met luchtdruk en temperaturen vind je op: http://nl.wikipedia.org/wiki/Aardatmosfeer

Eerst twee misverstanden uit de weg helpen.

Het eerste misverstand:
Dat je dichter bij de zon komt, is niet relevant. De zon staat op zo'n 150 miljoen kilometer afstand. Al ga je maar liefst 10 km omhoog - dat vinden wij heel wat, maar dan staan we op 149999990 km afstand van de zon, in plaats van op 150000000 km. Dat scheelt 0,0000067%. Je ziet nu waarschijnlijk wel dat je dat echt niet merkt.

Het tweede misverstand:
De energie van de zon wordt pas door de aarde omgezet in warmte. Hoe verder je van het aardoppervlak vandaan komt, hoe kouder het wordt. Dit klopt weliswaar, maar het verklaart niet waarom het op de Mount Everest - of zelfs maar gewoon in de Alpen - kouder is dan in Nederland. Immers, of je nu op de top van de Mount Everest staat, of in de polder bij Lelystad: je staat altijd *op* dat aardoppervlak.

De werkelijke reden dat het op grotere hoogte kouder wordt, is adiabatische expansie.

Elk gas dat uitzet, wordt kouder. Elk gas dat wordt samengedrukt, wordt warmer. Dat geldt ook voor lucht. Op zeeniveau is de luchtdruk hoger (de lucht is meer samengeperst), dus is het daar warmer. Op grotere hoogte is de luchtdruk lager (de lucht is uitgezet), dus is het daar kouder.

Je kunt het effect van samendrukken of uitzetten zien bij een fietspomp. Die wordt warm, vooral bij de plek waar de lucht de fietspomp verlaat. Daar wordt de lucht het meeste samengeperst (de hoogste druk), dus daar wordt de lucht warm.

Je kunt het ook voelen als je je goed opgepompte fietsband laat leeglopen. De lucht die uit het ventiel komt, is koud. Dat is natuurlijk ook het effect van stroming: stromende lucht voelt voor ons meestal kouder aan dan stilstaande lucht. Daarnaast is er echter ook een echt effect: de uitstromende lucht is écht kouder.

Ook een koolzuurblusser werkt volgens dit principe. In zo'n blusser zit CO2 onder hoge druk. Bij het verlaten van de blusser zet de CO2 in korte tijd sterk uit. Daardoor koelt het CO2 sterk af - zó sterk, dat het zelfs bevriest. Wat er uit zo'n CO2-blusser komt, is dan ook koolzuursneeuw.

Kort gezegd:
De zon geeft straling af. Deze straling wordt reflecteert. Omdat er in de lucht niets is om te reflecteren is het daar ook natuurlijk kouder. En beneden is het wegens de grond warmer.