Presión atmosférica y convección de calor.

El aire caliente a alta presión se eleva al nivel del suelo (por ejemplo, en el ecuador) por aire a una presión aún más alta que se ha desplazado desde la parte de latitud del aire frío de la celda de convección. A medida que el aire se eleva a través de una columna vertical, empuja hacia afuera contra el aire de menor presión (cuya presión está determinada por la altitud) alrededor de los lados de la columna. Al empujar hacia afuera, realiza trabajo sobre el aire de menor presión y, a través de la transferencia colisionante de energía/impulso, el aire ascendente se enfría.

Antes de responder a esta pregunta, creo que este pequeño dato te ayudará a comprender lo que realmente sucederá.

Los gases son una fase de la materia donde todos los átomos o moléculas se mueven independientemente unos de otros todo el tiempo. Todas estas moléculas se mueven a diferentes velocidades, pero si tomamos la velocidad promedio de todas las moléculas; obtenemos la temperatura del gas. Si un gas en particular tiene una gran cantidad de moléculas rápidas, el gas está caliente. Por otro lado, si un gas en particular tiene moléculas principalmente lentas, entonces el gas está frío.

La temperatura de un gas es una medida de la velocidad de sus moléculas. Al aumentar la temperatura de un gas, aumenta la velocidad promedio (y, por lo tanto, la energía cinética) de las moléculas. Esto hace que las moléculas se expandan.

En cuanto a su pregunta, cuando un gas se expande, toma energía. Esta energía debe provenir de la energía interna del gas.

De la ley de los gases ideales- PV = nRT

Puede obtener la disminución de la presión a partir de un aumento en el volumen, una disminución en el número de átomos o una disminución en la temperatura. Bajo las circunstancias de volumen y número constante de átomos, la disminución debe provenir de una disminución de la energía, reflejada por una disminución de la temperatura. Al retirar la energía, el gas se enfría y las moléculas se mueven lentamente. Esa es la razón por la que hace más frío a alta altitud

A medida que sube, la presión atmosférica disminuye, por lo que la sangre en su cuerpo fluye más rápido para compensar, por lo que creo que los cuerpos humanos se sienten fríos debido a esto. Ahora, llegando a la convección, es el proceso en el que el aire caliente asciende y el aire más denso desciende. Debido a la presión atmosférica más baja, las moléculas de aire no ganan mucha energía cinética, lo que significa que la temperatura es baja. Y viceversa. Así es como se puede afirmar que la presión atmosférica afecta la temperatura del entorno.

Para ilustrar el punto de @johnforkosh, aquí hay un breve ejemplo. En ausencia de convección, primero imaginemos un tubo vertical lleno de aire, extendiéndose desde la superficie de la tierra hasta, digamos, 100 millas. En cada incremento de altura que sube de cero a 100 millas, la ecuación de estado del aire (aproximada por algo llamado la ley de los gases ideales) relaciona la presión, la temperatura y la densidad del aire de tal manera que cuando la presión disminuye, entonces hace la temperatura. Dado que la presión en la atmósfera disminuye exponencialmente con el aumento de la altitud, también lo hará la temperatura. Cerca de la superficie de la tierra, esto se aproxima bastante bien al restar cinco grados F por cada 1000 pies de aumento de altitud, razón por la cual los picos de las montañas son más fríos que los valles entre ellos.

En presencia de convección, la atmósfera se agita verticalmente, lo que aleja el aire caliente y de baja densidad de la superficie de la tierra hacia altitudes más altas. A medida que asciende, el aire caliente se encuentra con una presión cada vez más baja, lo que hace que se expanda y, a medida que se expande, se enfría.

Esta vista simplificada ignora los efectos del intercambio de calor entre diferentes cuerpos de aire y entre el aire y el suelo (una condición llamada "adiabaticidad"). Cuando se permite el intercambio de calor, la situación se vuelve mucho más complicada y se le dedican capítulos enteros de libros sobre dinámica atmosférica.