热层气温随高度升高而（ ）。

**解析：** 大气垂直分层中，各层气温随高度的变化规律主要取决于该层大气的热源和组成成分。 1. **热层的位置与特点**： 热层（Thermosphere）位于中间层顶之上，大约从距地面 80~85 千米开始，向上延伸至 2000~3000 千米的高空。这一层大气极其稀薄。 2. **升温原因**： 热层中的气体分子（主要是氧原子和氮分子）直接吸收太阳辐射中的**短波紫外线**和**X射线等高能量辐射**。由于这些高能辐射被气体分子吸收后转化为热能，导致气体分子的运动速度急剧增加，从而使气温随高度的增加而迅速**升高**。 3. **温度变化幅度**： 在热层底部，气温约为 -90°C 左右；随着高度上升，气温可升至 1000°C 甚至更高（具体数值受太阳活动周期影响较大）。因此，热层是大气层中气温随高度升高而显著升高的层次。 **选项分析：** * A. 无确定规律：错误，热层气温变化有明确的物理机制。 * B. 下降：错误，这是对对流层气温变化规律的描述。 * C. 无明显变化：错误，平流层上部气温变化较小，但热层变化剧烈。 * D. 升高：正确，符合热层吸收太阳短波辐射导致升温的特征。 故正确答案为 **D**。