Luft kühlt sich ab, wenn sie durch die Atmosphäre aufsteigt, da mit zunehmender Höhe der Luftdruck abnimmt und die einzelnen Luftmoleküle sich voneinander weg ausdehnen können. Diese Ausdehnung führt zu einer Verringerung der Kollisionen zwischen Luftmolekülen, was dazu führt, dass weniger Wärmeenergie zwischen diesen Molekülen übertragen wird.
An der Erdoberfläche ist der Luftdruck aufgrund des Gesamtgewichts aller Luftmoleküle in der darüber liegenden Atmosphäre am größten. Sobald eine Luftmasse erhitzt wird, steigt sie in die Atmosphäre auf. Während dieses Aufstiegs wird die Wärmeenergie der Luftmasse nach und nach genutzt, um die Luftmasse zu expandieren. Dies erklärt den Wärmeverlust, wenn Luft durch die Atmosphäre aufsteigt.