지구와 태양 사이의 거리는 약 1억5,000만㎞다. 반면 지구의 대기권은 1,000㎞에 불과하다. 두 거리의 차이는 무려 15만배나 된다.

이 점을 염두에 두고 100m 밖에 난로를 켜놓고 1~2㎜ 앞으로 다가섰다고 생각해보자. 온도 차이가 느껴질까? 이와 마찬가지로 지표면에서나 대기권에서나 공기의 온도 차이는 우리가 체감할 수 없을 정도로 극히 미미하다. 대류권의 온도가 지표보다 낮은 이유는 태양과의 거리 차이와 상관없다는 얘기다.

구체적으로 대류권에서는 햇빛이 직접 대기를 데우기 보다는 태양열을 흡수한 지표로부터 전달되는 온기에 의해 온도가 결정된다. 또한 햇빛을 받아 따뜻해진 지표는 적외선을 방출하는데 이 적외선 역시 대기의 온도상승에 상당한 영향을 미친다.

태양이 가장 높이 떠있는 정오보다 오후 2~3시경에 가장 기온이 높은 것도 지표가 열을 받아 대기의 온도가 올라가기까지 시간이 걸리기 때문이다. 이것이 바로 지표면에 가까운 대류권의 온도가 높고, 멀어질수록 온도가 낮은 이유다.

참고로 대류권과 달리 성층권에서는 높이 올라갈수록 온도가 높아진다. 이 또한 태양의 영향은 아니며, 성층권의 오존층이 햇빛을 흡수해 열로 변환시킨 결과다.