全年温度的变化与一天的温度变化道理类似。
全年来看,每天的平均温度取决于这一天获得的总热量与散失的总热量之间的差值。获得大于散失,温度就会升高,反之温度就会下降。夏至日之后获得的太阳辐射开始减少,但是在大约一个月时间内仍然高于散失的热量,所以日平均气温继续升高,直到大暑之后每天获得的热量开始少于散失的热量,气温才开始降低。(题主注意看,还没到秋分温度就开始降低了,不是说白天长于晚上就意味着温度会继续升高,重要的是接收和散失热量的差值。)冬至日之后每天获得的太阳辐射开始逐渐增加,但是在大约一个月的时间段内仍然低于每天散失的热量,所以温度继续降低,直到大寒之后,获得的热量才超过散失的热量,温度才开始升高。(题主注意看,没有到春分,温度就开始升高了。)
还有一个神奇的对应: 如果我们把一天看做一年的话,一个小时正好相当于一个节气。夏至相当于正午12点的话,一天最热的时间下午2点,正好对应一年最热的大暑节气。
热量始终从温度高的地方流向温度低的地方。宇宙空间的温度低于地球表面,所以地面的热量始终都在向高空散失。极地的温度在地球上最低,所以始终热量都在向两极转移(通过高空气流)。也就是说,丧失热量这件事不论白天还是晚上都在进行,而且温度越高丧失温度的速度越快,白天温度比较高,丧失的热量其实更多。温度升高还是降低要看丧失掉的热量与接收到的热量的差值,不是说有接收热量,就会温度升高,需要接收到的热量大于散失的热量,温度才会升高。接收热量和散失热量两个过程经常同时进行,是个动态的过程,不是单纯的接收和散失热量。
一天中,从早上到中午12点,地球表面接收到的太阳光热量持续增加,12点之后到傍晚接收到的热量逐渐减少,傍晚之后基本不再接收到热量。散热的速度随着气温升高会逐渐加快,但是在2点前散失的热量始终小于接收到的热量,所以气温一直升高。12点过后的一段时间虽然接收到的热量开始变少,但是仍然大于丧失的热量,所以能继续升高。2点之后丧失的热量开始大于接收到的热量,气温开始下降。题主注意看,下午2点之后虽然有太阳,但是温度已经开始下降了,所以不是有日照就意味着温度会升高。
过了冬至这一天,北半球的白天慢慢增长,吸收的热量也慢慢增加。同理过了夏至北半球的白天慢慢变短,吸收的热量也慢慢减少。
那为什么不是冬至最冷,夏至最热呢?这涉及到很多因素。这还有一个因素要考虑就是当地是海洋性气候和大陆性气候。因为物体是有比热的,并且水的比热比岩石的比热要大。夏至是北半球吸收热量最多的时候,如果是大陆性气候,由于比热的关系,一般气温会延迟1个月达到最高温,差不多7月份吧,海洋的比热大,要差不多8月份才到最高值。
所以一般夏天最热的时候是七八月份,冬天最冷的是一二月份。这个最热和最冷,大概是跟农历的节气是相匹配的。
假设北纬30°某点日照能量从春分到下一年春分,是正弦曲线;
理想的大陆模型,热容很小,那么气温和日照能量成线性关系,夏至冬至分别为最热最冷日;
理想的海洋模型,热容很大,那么气温和日照能量成积分关系,秋分春分分别为最热最冷日,比上面慢了1/4个相位差;
然而实际气候肯定介于理想大陆和海洋模型之间,所以内陆最热日出现在7月(大陆性强),沿海最热日出现在8月(海洋性强),
而一年中北冰洋海冰最小的一天一般是在9月10日左右,比上面都接近秋分,这正是海洋性的体现;
很多气候现象都和陆海热力差距相关,而海陆之间的相位差加剧了这点






