Воздух прозрачен и практически не нагревается солнечными лучами. Тепло он получает от поверхности Земли. Нагретый воздух поднимается вверх и при этом расширяется из-за снижения давления, что приводит к охлаждению (адиабатический процесс). Это первая причина понижения температуры с высотой.
Вторая -- это наличие в воздухе водяного пара и углекислого газа, обладающих значительным поглощением в ИК области спектра (и большей излучательной способностью). Плотность их снижается с высотой (особенно водяного пара -- так как он конденсируется при снижении температуры), а значит, воздух "вверх" более прозрачен для инфракрасного излучения, чем "вниз". Тепловое излучение от поверхности Земли (или нижележащего слоя воздуха) полностью поглощается относительно тонким (несколько метров) слоем воздуха. А вот сверху -- атмосфера прозрачная. И тем более прозрачная, чем выше мы находимся. А значит, тепловое излучение рассматриваемого слоя воздуха уходит вверх беспрепятственно, охлаждая его, и это охлаждение не компенсируется излучением сверху, которое слабее. Из-за снижения роли этого механизма по причине почти полного исчезновения водяного пара (главного ИК поглотителя-излучате<wbr />ля в воздухе) на высотах больше 12 км, начиная с этой высоты резко падает градиент температуры и прекращается конвекционное перемешивание атмосферы -- мы оказываемся в стратосфере.
На больших высотах, однако, температура начинает расти. Причиной этого является то, что в эти слои заходит та часть солнечного излучения, что поглощается в атмосфере. Это жесткий ультрафиолет. На высотах около 30 км поглощение УФ излучения атмосферным озоном разогревает воздух с -60°С до нулевой отметки. Далее с ростом высоты и снижением плотности, а значит и поглощающей способности, температура снова падает (вплоть до -100°С) до тех пор, пока мы не оказываемся в зоне, куда доходит излучение, способное разорвать молекулу кислорода на два отдельных атома. Этот процесс также сопровождается интенсивным поглощением света, а рекомбинация атомов в молекулы -- выделением тепла, и воздух (если можно так назвать среду, миллионократно менее плотную, чем вакуум в радиолампе) снова разогревается, на этот раз до чудовищных температур в полторы тысячи градусов.
Ответ на уточненный вопрос: Что будет, если проложить железную дорогу напрямую, через земную кору, от Москвы до Санкт-Петербурга?
Ответ уже рассматривался Перельманом в книге "Занимательная физика". Поскольку в начале пути поезд будет двигаться к гравитационному центру планеты, то половину пути он будет ускоряться, а половину пути тормозится. Но эффекты трения и сопротивления воздуха не дадут добраться поезду до другого конца тоннеля без затрат энергии. Но можно значительно сэкономить топливо, особенно если поезд будет на магнитной подвеске. Проблема только осложняется значительным нагревом тоннеля в самой нижней точке и технической сложностью прокладки такого длинного тоннеля.
В википедии есть статья о данном виде транспорта.
Это проявление эффекта Кориолиса. Для рек, текущих по меридиану, подмыт именно правый берег (в Северном полушарии).
Физика в том, что Земля - а) шар и б) вращается. Значит, линейная скорость вращения на разной широте разная - от 0 на полюсах до максимальной на экваторе. Значит, река (вода в реке) по мере течения в меридиональном направлении меняет свою линейную скорость. А изменение скорости - это ускорение. А ускорение и некоторая масса воды - это сила, которая вызывает это ускорение. А сила, по третьему закону сами-знаете-кого, вызывает и силу противодействия. Именно правый берег заставляет воду ускоряться (при течении с севера на юг, как Волга) или замедляться (с юга на север, как енисей) - поэтому именно правый берег водой подмывается сильнее.
Определяем координаты Москвы 55°45′07″ с.ш. и 37°36′56″ в.д. Определяем диаметрально противоположную (центрально симметричную относительно центра Земли) точку на глобусе. Это точка с координатами 55°45′07″ ю.ш. и (180°-37°36′56″)=142°23′04″ з.д. Это точка в южной части Тихого океана. Если от Новой Зеландии провести прямую к южной оконечности Южной Америки (к Магелланову проливу), то примерно на 1/3 этого отрезка считая со стороны Новой Зеландии. Там, поблизости нет даже никаких островов.
Думаю, Амур затопляет из-за особенностей рельефа или человеческой деятельности.
Западный берег рек обычно круче восточного из-за вращения Земли.
