Θερμοκρασία ατμόσφαιρας

Θερμοκρασία ατμόσφαιρας ονομάζεται η θερμοκρασία την οποία έχει ο ατμοσφαιρικός αέρας πάνω από μια περιοχή. Η πρόγνωση του καιρού σε μια περιοχή βασίζεται κυρίως στη γνώση της εκάστοτε ατμοσφαιρικής πίεσης και της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας της υπ΄ όψιν περιοχής και των πέριξ αυτής εκτάσεων.
Συνεπώς η αναφορά αυτής της έννοιας σχετίζεται πάντα με κάποια περιοχή, είτε μικρή, είτε μεγάλη. Η αναφορά δε, σε παγκόσμια κλίμακα ανάγεται σε αντικείμενο άλλης επιστήμης.

Θερμοκρασία ατμόσφαιρας

Ο ατμοσφαιρικός αέρας θερμαίνεται αφ΄ ενός μεν από τις ηλιακές ακτίνες που τον διαπερνούν και αφ΄ ετέρου από την επιφάνεια του εδάφους που θερμαίνεται επίσης από την ηλιακή ακτινοβολία, πολύ όμως ισχυρότερα του αέρος. Γι αυτό και τα κατώτερα στρώματα της ατμοσφαίρας είναι θερμότερα των υπερκειμένων.
Η ένταση αυτή της ηλιακής ακτινοβολίας που φθάνει στην επιφάνεια του εδάφους, είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος του Ηλίου (κάθετα). Επίσης η θερμοκρασία αυτή ελαττώνεται "καθ΄ ύψος" μέσα στη τροπόσφαιρα κατά 0,64° C / 100 m (Κατακόρυφη θερμοβαθμίδα).

Έτσι π.χ. αν η θερμοκρασία στην επιφάνεια της ξηράς ή θαλάσσης είναι 20° C, τότε σε ύψος 1000 μέτρα (m) η θερμοκρασία θα είναι 14° C.
Κατά τις ανέφελες νύκτες η επιφάνεια του εδάφους λόγω έντονης ακτινοβολίας αρχίζει και ψύχεται πολύ περισσότερο του υπερκείμενου αέρα. Τα κατώτερα επομένως στρώματα θα έχουν θερμοκρασία μικρότερη των υπερκειμένων τους, δηλαδή η θερμοκρασία κατά ύψος ΄μέχρις ενός σημείου θα αυξάνει αντί να μειώνεται. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται "αναστροφή της θερμοκρασίας" ή θερμοκρασιακή αναστροφή.

Η αναστροφή αυτή είναι η αιτία της διατήρησης της ομίχλης.

Θερμοκρασία πάνω από ξηρά

Η επιφάνεια της Γης μέχρι μερικά εκατοστά βάθος θερμαίνεται την ημέρα από τον Ήλιο. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι μέρα με τη μέρα η επιφάνεια της Γης γίνεται και πιο θερμή, και αυτό διότι μεγάλο μέρος της προσλαμβανόμενης ηλιακής θερμότητας ακτινοβολείται προς την ατμόσφαιρα ή μεταφέρεται σ΄ αυτήν δια αγωγιμότητας και κατακόρυφου μεταφοράς. Με την αγωγιμότητα μέρος αυτής μεταδίδεται στο άμεσα υπερκείμενο του εδάφους στρώμα αέρος. Η μεταφορά αυτή περιορίζεται σε ένα πολύ λεπτό στρώμα αέρος που βρίσκεται σε επαφή με το έδαφος εκτός και αν δημιουργούνται ανοδικά ή καθοδικά ρεύματα ή στρόβιλοι. Γενικά η μεταφορά αυτή δεν είναι μικρή σε σύγκριση με τη δια ακτινοβολίας μεταφορά θερμότητας.
Το αποτέλεσμα της δι΄ ακτινοβολίας μεταφοράς της θερμότητας από τη Γη προς την ατμόσφαιρα είναι περισσότερο χαρακτηριστικό κατά τη νύκτα και μάλιστα όταν ο ουρανός είναι ανέφελος. Τότε η επιφάνεια της γης ψύχεται πολύ ταχύτερα. Τα νέφη όταν υπάρχουν περιορίζουν αυτή την πτώση της θερμοκρασίας από το γεγονός ότι και αυτά αντανακλούν την προσλαμβανόμενη από το έδαφος ακτινοβολία πάλι προς το έδαφος. Το αντίθετο κατά τη διάρκεια της ημέρας τα νέφη εμποδίζουν κατά πολύ τη θέρμανση της επιφάνειας της Γης, διότι ανακόπτουν τη κάθοδο των ηλιακών ακτίνων προς αυτή.
Γενικά η θερμοκρασία της ατμοσφαίρας πάνω από τη ξηρά αυξάνει τάχιστα καθώς το ύψος του Ηλίου αυξάνει. Η μέγιστη τιμή της θερμοκρασίας ενός τόπου κατά τη διάρκεια της ημέρας συμβαίνει 1 έως 2 ώρες μετά τη μεσουράνηση του Ηλίου και η ελάχιστη 1 έως 2 ώρες πριν την ανατολή.

Θερμοκρασία πάνω από θάλασσα

Η ημερήσια μεταβολή της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θαλάσσης και κατά συνέπεια του ευρισκομένου σε επαφή προς αυτή αέρος, είναι πολύ μικρή. Τούτο οφείλεται στο γεγονός ότι στη θάλασσα η ηλιακή ακτινοβολία εισχωρεί σε σημαντικό βάθος με αποτέλεσμα η αύξηση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια να είναι μικρή. Ακόμη όμως και η ανατάραξη της επιφάνειας λόγω των κυμάτων και των ανέμων ως και των θαλασσίων ρευμάτων μεταβάλλει την υπέρ της θαλάσσης θερμοκρασία του αέρα. Συνεπώς η επίδραση των νεφών στη θερμοκρασία του υπέρ της θάλασσας αέρα εις μεν τις «ανοικτές θάλασσες» θεωρείται αμελητέα, εν αντιθέσει στις «κλειστές θάλασσες» και τις λίμνες που είναι υπολογίσιμη λόγω γειτνίασης της ξηράς.

Επήρεια τοπικής θέρμανσης

Η επιφάνεια της Γης ως γνωστόν δεν είναι ομοιόμορφη. Οι διάφοροι τόποι διαφέρουν. Ως εκ τούτου η επήρεια των ηλιακών ακτίνων ποικίλει ανάλογα (π.χ. η ασφαλτοστρωμένη οδός θερμαίνεται ταχύτερα από ένα χλοερό κάμπο, όπως και η ξηρά έναντι της θαλάσσης) με συνέπεια ο υπερκείμενος αέρας να θερμαίνεται διαφοροτρόπως.
Η αναλογία της ακτινοβολίας (ακτινοβόλος ή φωτεινή ενέργεια) μεταξύ της ανακλώμενης από επιφάνεια σώματος με εκείνη της προσπίπτουσας σ΄ αυτό ονομάζεται λευκαύγεια (albedo) του σώματος.

Θερμομετρικά όργανα

Η θερμοκρασία μετριέται με ειδικά όργανα, τα γνωστά θερμόμετρα. Η αρχή λειτουργίας αυτών βασίζεται συνήθως στη μεταβολή του όγκου ή του σχήματος ορισμένων σωμάτων όταν αυτά θερμαίνονται ή ψύχονται. Τα θερμόμετρα που χρησιμοποιούνται για τη παρακολούθηση της θερμοκρασίας αέρος ονομάζονται "ξηρά θερμόμετρα" σε αντίθεση εκείνων που παρακολουθείται η υγρασία ατμοσφαίρας που ονομάζονται "υγρά θερμόμετρα" (η μόνη διαφορά τους, είναι ότι τα «υγρά θερμόμετρα» απολήγουν σε δοχείο απεσταγμένου ή βρόχινου ύδατος).