なぜ表面に最も近い空気があるのですか？

地表にもっと近い空気がある理由は、地球の重力が地面に向かって空気を引き下ろすためです。空気はその上の空気の重量によって圧縮されているため、密度が高まります。密度の高い空気は上昇する可能性が低いため、表面の近くにとどまります。

空気の密度も温度に依存します。暖かい空気は冷たい空気よりも密度が低いので、上昇します。これが熱気球が上昇する理由です。風船内の空気は加熱されているため、周囲の空気よりも密度が低くなります。密度のこの違いにより、バルーンが上昇します。