大氣溫度隨著海拔升高而降低是由於多種因素共同作用的結果。首先，隨著海拔升高，大氣壓力會逐漸減小。根據理想氣體狀態方程，當氣體的壓力減小時，溫度也會隨之下降。這被稱為“氣體自由膨脹”現象，即氣體在沒有外界熱量輸入的情況下自由膨脹會導致溫度降低。

其次，海拔升高導致空氣稀薄。空氣中的分子數量減少意味著分子之間的碰撞頻率降低，進而導致熱量傳遞速度減慢。因此，海拔升高會減緩熱量傳遞速度，使得溫度下降。

此外，海拔升高還會導致輻射平衡的改變。在低海拔地區，地面吸收太陽輻射的能量比較多，而高海拔地區由於大氣稀薄，輻射的能量損失也會更多。這導致高海拔地區的輻射平衡較低，溫度相應下降。

最後，地形的變化也會影響溫度的分佈。例如，高山地區常常受到冷空氣的影響，氣溫較低。而山脈間的山谷則容易形成冷空氣彙集，使得溫度更低。

綜上所述，大氣溫度隨著海拔升高而降低是由於氣體自由膨脹、空氣稀薄、輻射平衡變化以及地形的影響共同作用的結果。這也是為什麼登山者在攀登高山時需要做好防寒準備的原因。