Всі життєві процеси на Землі пов`язані з тепловою енергією. Головним джерелом від якого Земля й атмосфера отримують теплову енергію є Сонце. Воно випромінює енергію у вигляді різноманітних променів - електромагнітних хвиль, які поширюються зі швидкістю 300000 кілометрів за секунду (км/с). Такі випромінювання називаються сонячною радіацією, яка складається з променів різної довжини, які несуть до Землі світло й тепло.
Сонячна радіація буває прямою й розсіяною. Радіація, яка приходить безпосередньо від Сонця у вигляді прямих сонячних променів при безхмарному небі називають прямою. Вона несе найбільшу кількість світла й тепла. Але проходячи через атмосферу, сонячні промені частково розсіюються, відхиляються від початкового шляху внаслідок відбивання від молекул повітря, крапель води, порошинок і перетворюються на промені, які розходяться у всіх напрямах. Така радіація називається розсіяною. Тому світло буває і в таких місцях, куди пряма сонячна радіація не проникає (тіньова частина гір, скал, лісу, будівель). Всю сонячну радіацію, яка надходить на Земну поверхню називають сумарною.
Земна поверхня частково поглинає сонячну радіацію, а частину її відбиває. Радіація, поглинута земною поверхнею називається поглинутою, а відбита - відбитою.
На півночі України 4/5 сонячної радіації йде на випаровування води, а 1/5 - безпосередньо на нагрівання повітря. На півдні країни витрати сонячного тепла розподіляються рівномірно на випаровування і нагрівання повітря.
Одним з важливих показників сонячної радіації є радіаційний баланс. Це різниця між сумарною радіацією і відбитою. В Україні радіаційний баланс позитивний.
Кількість сумарної сонячної радіації напряму залежить від кута падіння сонячних променів. Чим ближче ця величина до 90 градусів, тим більше сонячної енергії отримує земна поверхня.
В свою чергу кут падіння сонячних променів визначається її географічною широтою. Кут падіння сонячних променів знижується з віддаленням від екватора до полюсів.
В зв`язку з таким нерівномірним розподілом тепла на Землі виділяють 5 теплових поясів: один жаркий, два помірних і два холодних.
Саме сонячна радіація є визначальним фактором формування температури.
Відношення відбитої сонячної радіації до сумарної виражене у відсотках називається альбедо. Альбедо залежить від кольору поверхні. Так найбільше значення альбедо має для снігу (бо білий колір відбиває сонячні промені) - 80-90%, найменше для чорної ріллі - 5-10%.
Температура повітря
Нагрівання повітря. Повітря атмосфери пропускає сонячні промені до земної поверхні. Проте саме воно променями не нагрівається. Нагрівається Сонцем земна поверхня. А потім від неї нагрівається повітря. Тому, чим далі від земної поверхні, тим стає холодніше. Ось чому за бортом літака температура повітря дуже низька.
Встановлено, що на кожний кілометр висоти температура повітря знижується в середньому на 6 ˚С. Високо в горах земна поверхня отримує більше сонячного тепла, ніж біля підніжжя. Проте з висотою тепло швидше випромінюється. Тому при підйомі в гори температура повітря загалом знижується. Ось чому на вершинах високих гір лежать сніг і лід.
Іноді відзначається підвищення температури у міру підвищення висоти. Назва такого явища - температурна інверсія (перестановка температур).
Поява інверсій може бути обумовлена охолодженням земної поверхні та прилеглого шару повітря за короткий проміжок часу. Це можливо також при переміщенні щільного холодного повітря зі гірських схилів у долини.
Температуру повітря вимірюють за допомогою термометра. Проте варто пам’ятати, що неправильно встановлений термометр, наприклад на сонці, покаже не температуру повітря, а на скільки градусів нагрівся сам прилад.
На метеорологічних станціях для отримання точних температур повітря термометр розташовують у спеціальній будці. Її стінки решітчасті. Це дозволяє повітрю вільно проникати в неї, водночас решітки захищають термометр від попадання сонячних променів. Будку встановлюють на висоті 2 м від землі. Показники термометра записують кожні 3 години.
Рекордно висока температура повітря на Землі +58°С була зареєстрована в м. Тріполі на півночі Африки. Найнижча температура –89,2°С зафіксована на науковій станції “Восток” в Антарктиді. В Україні найвища температура +40 °С спостерігалася у м. Куп’янську (Харківська область), найнижча – –43 °С в Українських Карпатах.
Добовий хід температури. Сонячні промені протягом доби нагрівають Землю нерівномірно. Очевидно, що опівдні, коли Сонце стоїть найвище над горизонтом, земна поверхня нагрівається найсильніше. Проте найвищі температури повітря спостерігаються не о 12-й, а о 14–15 год. Це пояснюється тим, що на передачу тепла від земної поверхні повітрю потрібен час. Після полудня, незважаючи на те, що Сонце вже опускається до горизонту, повітря продовжує отримувати тепло ще протягом двох годин від нагрітої поверхні. Потім поверхня поступово охолоджується і відповідно знижується температура повітря. Найнижчі температури бувають перед сходом Сонця. Правда, в окремі дні такий добовий хід температур може мати значні відступи.
Отже, причиною змін температури протягом доби є зміна освітленості поверхні внаслідок обертання Землі навколо своєї осі.
Залежність температури повітря від висоти Сонця над горизонтом. Щоб зрозуміти, як температура повітря залежить від висоти Сонця над горизонтом, скористайтеся результатами спостережень за довжиною полуденної тіні, яку кидає гномон. У вересні тінь була однієї довжини. У жовтні вона стала довшою, в листопаді – ще довшою, в 20-х числах грудня – найбільшою. З кінця грудня тінь знову коротшає. Отже, зміна довжини тіні гномона свідчить, що протягом року Сонце в полудень над горизонтом буває на різній висоті. Чим коротша тінь, тим вище Сонце над горизонтом і більший кут падіння на земну поверхню його променів. Чим більший кут падіння сонячних променів, тим більше тепла отримує земна поверхня і відповідно вища температура повітря. Тоді настає літо. Чим нижче Сонце над горизонтом, тим менший кут падіння променів, тим менше тепла отримує земна поверхня і нижчі температури. Тоді настає зима.
Час, коли Сонце в полудень займає найвище положення на небозводі Північної півкулі, припадає на червень. Найнижче положення Сонця на небозводі Північної півкулі – у грудні.
Різниця між найвищою і найнижчою температурами повітря називається амплітудою коливань температур (А). Розрізняють добову, місячну, річну амплітуди.
На добові амплітуди коливань температур впливає характер земної поверхні (її називають підстильною). Наприклад, над океанами амплітуда становить лише 1-2 °С, над степами - 15-20°С, а в пустелях досягає ЗО °С. При хмарній погоді добові амплітуди зменшуються. В Україні найбільші добові коливання температури бувають навесні і влітку при ясній погоді (7-10 °С).
Річні амплітуди коливання температури повітря залежать головним чином від широти місця: вони менші біля екватора (1°С), значно більші у середніх широтах (28° С на широті Києва). На одній і тій самій широті, чим далі від океану, тим вища річна амплітуда.
Головна 
