這涉及到地面輻射問題，大氣層的熱源是地面輻射，所以當高層大氣離地面越遠，溫度會越低，但是上升到一定高度后，地面輻射幾乎為0，而高層大氣這時受紅外線紫外線等(也就是太陽輻射)和宇宙物質等影響，逐漸升溫，所以高層大氣會出現隨高度增加而溫度先降后升。

高層大氣氣溫先降后升原因

（1）氣溫下降區：是因為該層沒有了臭氧，氣溫下降。

（2）氣溫上升區：這是波長小于0。175μm的太陽紫外輻射都被該層中的大氣物質（主要是原子氧）所吸收的緣故。其增溫程度與太陽活動有關，當太陽活動加強時，溫度隨高度增加很快升高。

高層大氣性質

高層大氣的熱狀態受太陽紫外輻射加熱所控制，使得約80千米以上大氣溫度隨高度增高而增大，并隨時間、經緯度、太陽活動、磁層擾動等而變化。太陽紫外輻射造成高層大氣氧分子的分解。太陽紫外輻射和X射線又使N2、O2和O等電離形成電離層。高層大氣粒子受太陽輻射激發和太陽高能粒子的轟擊，能產生氣輝、夜光云、極光等發光現象。