Pourquoi fait-il plus froid en altitude ?

En fait, c'est très simple. Le soleil n'est pas capable de chauffer le vide, il ne fait que chauffer des molécules.

Le soleil chauffe donc les molécules qui composent l'air ambiant.

Or, ces dernières sont également soumises à l'attraction terrestre, donc les molécules d'air sont en plus grand nombre près de la terre et plus on monte en hauteur, moins il y a de molécules que le soleil peut chauffer.

Complement internaute :
Le principe de la convection est donc le suivant : l'air chaud et composé de plus en plus d'atomes se déplace vers le haut en raison de la différence de pression (qui est égale pour tous les atomes), et de l'attraction terrestre qui les amène vers le sol. C'est la différence de température entre la terre et le sol qui provoque le phénomène de convection. Mais cette différence de température n'est pas suffisante : il faut que le vide soit présent. Si le vide n'était pas présent, l'air qui se trouve au dessus de l'eau n'aurait aucune raison d'en partir. Ainsi, l'air est plus près de l'eau en surface, il est donc plus chaud et il se déplace vers le bas en raison de la différence de pression.