问：空气中的热量应该是上升的。那么山顶上为什么要比下面的山谷冷呢？

答一：空气对太阳光的吸收能力较弱。太阳把热能传给吸收能力较强的地表，然后再由地表给临近的空气加热。热空气上升是因为在相同的压强下，它比周围冷空气的密度要小。在其上升过程中，由于周围压强减小，热空气团将会膨胀。这种膨胀降低了气体的温度，因此随着高度的上升，温度计的示数会不断减小，直至平衡状态。

答二：根本原因还是气体定律。如果海拔较低处的气体上升，它定升至某一气压较低处。

又如果不存在热传递，它的温度便会降低。因为气体在上升的同时也在膨胀，因此它对周围的气体做了功，从外界吸收了热，使之温度降低。

正是大气中的这样一种动态平衡使得海拔高处温度低。

答三：此类现象归结为“绝热膨胀”。试想一只充了气的气球从海平面升至高山的情形，当大气压降低时，气球会膨胀，这是因为对于一定质量的气体，在温度不变的情况下，降低其压强，那么它所占据的体积一定会变大。

克服气球表面张力以及外界气体压力所做的功来自于气球内的气体。因为气体膨胀必须得做功。而它做功所须的能量又是来自于气球内部气体分子的功能。（内能）正因为做功用了能量，气体就随之降温了。

一般说来海拔每上升1000米，，气温约下降9℃。因此，海平面处20℃的空气与海拔1000米处11℃的空气，它们的平衡是基本相同的。海拔8000以下的温度梯度基本如此，而高于8000米处就由其他效应占主导地位了。

植物难题

问：地球上所有的氧气都来自于绿色植物的光合作用吗？如果不是，还有哪些来源呢？

答一：在地球表面，氧原子能与大多数其他常见的原子化合成水（岩石有机化合物等几乎所有在我们周围的东西），而自然游离态氧就像陡峭山坡上停着的圆形石块，这表明，它受到的向上推力足以克服地球对它向下的引力。

同样地，我们周围的一切游离态氧都是由于受到了比分子键更强的外力（反向）而造成的。这种外力相当强大，只有几种手段才能办到。比如包括X射线在内的电离辐射能够做到，但事实上那样的情况太少了。可见光做得就要吃力些，它必须通过光合作用一步一步地完成，这也就是唯一能产生大量氧气的方式。据本人粗略地计算，约有1015吨O₂产生于此。

但植物的实际产氧量又是另外一回事了。有人认为，绿色植物用来进行光合作用的叶绿体起源于（共生的）藻青菌。因此，事实上所有的O₂来自于能够发生光合作用的细菌。

答二：大气中的氧气几乎全部来自生物。而其中最主要的并不是植物，而是叫做藻青菌的不起眼的细菌。这种比植物更古老、约35亿年前就出现于地球的单细胞生物最初曾是O₂的制造者，现仍有60% O₂来自于它们。