При нагреве газ расширяется, следовательно снижается плотность. вес газа в более плотной среде приобретает отрицательное значение, и он стремится занять положение верхнего слоя
Теплый воздух ( а также газ, жидкость) при нагревании расширяются, становятся легче и поднимаются вверх. Это называется конвекция.