大氣層是地球圍繞自身旋轉而形成的氣體包圍層，它由不同的氣體組成，隨著海拔的增加，大氣層的厚度逐漸減少。然而，有趣的是，儘管大氣層的厚度減少，卻是越往上越冷的。

這種現象可以透過氣體分子的動力學理論來解釋。在低海拔地區，大氣層中的空氣分子相對較密集，它們之間的碰撞頻率較高，導致能量的傳遞和散佈較快，使得該區域的溫度較高。隨著海拔的增加，大氣層中的氣體分子逐漸變得稀薄，碰撞頻率減小，能量的傳遞和散佈減慢，從而導致溫度逐漸下降。

另外，大氣層中的溫度變化還與太陽輻射的吸收和反射有關。在低海拔地區，大氣層可以吸收更多的太陽輻射，從而使該區域的溫度相對較高。而隨著海拔的增加，大氣層中的氣體稀薄，無法有效吸收太陽輻射，導致溫度下降。

此外，大氣層中的溫度變化還與地球的輻射冷卻有關。地球表面受到太陽輻射後會向外輻射能量，這個輻射過程使得地球表面的溫度降低。隨著海拔的增加，大氣層的厚度減少，地球表面的輻射冷卻效應更加明顯，導致溫度下降。

綜上所述，大氣層變厚越往上越冷是由於氣體分子的稀薄、太陽輻射的吸收和反射以及地球的輻射冷卻等多種因素共同作用的結果。這種現象不僅是地球大氣層的特點，也是造成高山地區氣溫較低的原因之一。