Почему за бортом самолета температура воздуха низкая

Потому что нагрев атмосферы происходит от нагретой земли (т.е. земля нагревается солнцем и отдает свое тепло воздуху), поэтому чем дальше (выше) от земной поверхности тем меньше нагревается воздух