大气层比地球表面温度低是由于多种因素共同作用的结果。首先，大气层由不同的层次组成，每个层次的特性不同，导致温度变化。在对流层（最低的一层），由于地表的热量传导和对流作用，温度随高度的上升而逐渐降低。这是因为地表受到太阳辐射的直接加热，而空气的热量传导能力较差，导致上层空气温度较低。

其次，大气层中存在大量的气体和云层，它们对太阳辐射具有吸收和反射作用。大部分太阳辐射在进入大气层后被大气中的气体和云层吸收，从而减少了到达地表的辐射量。这使得地表受到的直接太阳辐射减少，导致地表温度较高，而大气层的温度相对较低。

此外，地球的热平衡也是导致大气层温度较低的重要原因之一。地球表面受到太阳辐射的加热后，会释放出热量向大气层传导。然而，大气层中的气体和云层可以吸收和反射部分地表释放的热量，使其不能完全传导回地表，从而导致大气层的温度较低。

最后，大气层中的辐射平衡也会影响大气层的温度。地球表面和大气层都会发出热辐射，但由于大气层中的气体和云层对热辐射具有吸收和散射作用，使得大气层的辐射能量向外空间散失，而不会完全回到地表，导致大气层的温度较低。

综上所述，大气层比地球表面温度低是由于地表受到太阳辐射的直接加热、大气层中的气体和云层对太阳辐射的吸收和反射、地表释放的热量被大气层吸收和散射以及大气层中的辐射平衡等多种因素共同作用的结果。这种温度差异在一定程度上影响了大气环流和气候形成，对地球上的生物和自然环境都具有重要的影响。