تغییرات روزانه دما
محدوده ی تغییرات روزانه ی دما (A-B) برای سطوح خشکی و دریا بیش تر از مقدار آن برای هوای روی هر یک از این سطوح (C-D) می باشد. همین طور محدوده ی تغییرات روزانه دما بر روی خشکی بیش تر از دریاست.
برای برخی از سطوح خشکی این محدوده ممکن است به ده ها درجه ی سانتی گراد برسد، در حالی که برای سطح دریا در نواحی عمیق کمتر از یک درجه سانتی گراد می باشد.
محدوده تغییرات دمای هوا نیز روی هر یک از این سطوح، چنین تفاوت هایی را از خود نشان می دهد. چرخه ی تغییرات دمای یک سطح و هوای بالای آن ممکن است بر حسب میزان انرژی دریافت کرده و یا از دست داده ی آن ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. این تجزیه و تحلیل به شرح زیر ارائه می شود:
از میانه روز تا غروب آفتاب:
در این محدوده دمای سطح رو به کاهش می گذارد؛ همچنین انرژی خورشیدی واصله و انرژی تابش های طول موج بلند نیز تقلیل می یابند.
از غروب تا طلوع آفتاب:
دمای سطح هم چنان کاهش می یابد ولی این کاهش از سرعت کم تری برخودار است.
هم چنین زمین انرژی تابشی خالص طول موج بلند را نیز با سرعت کم تری از دست می دهد. تغییرات در دمای هوا در چرخه ی روزانه به طور اساسی به تحولات انتقال انرژی به صورت های هدایت، جابه جایی و آشفتگی بستگی داشته در نتیجه تحت تاثیر سطوح زیرین این نواحی قرار دارد.
این نقل و انتقال های انرژی به شرح زیر می تواند مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد:
از یک ساعت پس طلوع تا ساعت 14 به وقت محلی: هوا از طریق هدایت از سطح تماس انرژی می گیرد، سپس از طریق جا به جایی و آشفتگی این انرژی را به ارتفاع های بالاتر منتقل می کند.
گرادیان دمایی بین هوا و سطح زیرین آن طوری است که هدایت به کمک حرکات تلاطمی هوا باعث کاهش انرژی داخلی هوا خواهد شد.
در نتیجه دمای هوا در ابتدا به سرعت کاهش یافته ولی متعاقبا از سرعت آن کاهش می شود که این خود منعکس کننده کاهش در آهنگ کاسته شدن دمای سطح در مدت مشابه می باشد.
بین طلوع آفتاب و یک ساعت بعد از آن: اگرچه در این مدت "سطح" انرژی دریافت می کند ولی هوای بالای آن همچنان به از دست دادن انرژی و در نتیجه کاهش دما تا یک ساعت بعد از طلوع آفتاب ادامه می دهد که دلیل آن وارونگی دمای هوا در نزدیکی سطح زمین می تواند باشد.
ظرفیت ویژگی گرمایی انرژی لازم جهت افزایش دمای واحد جرم یک ماده به اندازه یک درجه است که برای آب و خشکی متفاوت است. این انرژی برای خاک کمتر از آب دریاست.
عمقی که اشعه خورشید می تواند در آب نفوذ کند به مواد جامد معلق در آب بستگی دارد. در آب خالص، امواج الکترومغناطیس با طول موج کوتاه تر می توانند قبل از این که جذب شوند حتی تا عمق 100 متری نفوذ کنند.
در حالی که امواج با طول موج بلند در لایه های بالاتر کاملا جذب می شوند. این در مورد خاک بدین صورت است که امواج کوتاه تر زودتر از امواج بلند جذب خاک می شوند و در هر حال نفوذ اشعه در خاک بیش از چند میلی متر نخواهد بود.
با توجه به این نکات از آن جا که مقدار معینی از انرژی خورشیدی در حجم بیش تری از آب در مقایسه با خاک جذب می شوند، در نتیجه آب افزایش دمای کم تری نسبت به خاک خواهد داشت.
قسمت عمده ای از انرژی خورشیدی جذب شده توسط یک سطح، ممکن است برای تبخیر مصرف شود. در مورد خاک، با توجه به ظرفیت گرمایی کوچک آن، از دست دادن انرژی برای تبخیر باعث کاهش سریع دمای خاک می شود، در حالی که در مورد سطح آب این تغییر دما به کندی صورت می گیرد.
عموما طبیعت تلاطمی حرکت های آب دریا باعث پخش انرژی و انتقال آن به عمق های پایین تر می شود، بنابراین باعث کوچک تر شدن محدوده تغییرات روزانه دمای آب در مقایسه با سطوح خاکی می شود. به طور خلاصه افزایش مختصر دمای سطح آب دریا را می توان ناشی از ظرفیت گرمایی ویژه بزرگ آب، شفافیت نسبی آن برای نور خورشید، عوامل تبخیر و حرکت های تلاطمی موجود در آن دانست.
