Температура атмосферного воздуха зависит главным образом от нагревания поверхности земли солнечными лучами. Почва отдает тепло прилегающим слоям воздуха путем непосредственного теплопроведения (передачи тепла) и в результате испускания инфракрасной тепловой радиации. Прохождение солнечных лучей через атмосферу лишь в ничтожной мере повышает ее температуру (до 0,02° в час).
Нагретый воздух как более легкий поднимается вверх, уступая место более холодным слоям, что создает вертикальные воздушные токи (конвекция). Это обстоятельство обусловливает перемешивание воздушных масс и ведет к равномерному распределению температуры приземной части атмосферы, чему способствуют также горизонтальные воздушные потоки. Таким образом, температура наружного воздуха зависит от того, сколько тепла будет получено в данный момент от нагретой поверхности земли. Отсюда понятно, что и суточные изменения температуры воздуха зависят от температурных колебаний поверхностного слоя почвы и соответствуют им. Максимальное нагревание воздуха отмечается в 13—15 часов, когда почва максимально нагрета, а температурный минимум наступает перед восходом солнца, когда она наиболее охлаждена. Принято динамику температуры атмосферного воздуха характеризовать суточной и годовой амплитудами. Суточная амплитуда колебаний температуры воздуха зависит от интенсивности солнечной радиации, соотношения продолжительности дня и ночи и прозрачности атмосферы. Существенное значение имеют широта местности, высота ее над уровнем моря, время года и др. На экваторе амплитуда наибольшая, так как день и ночь имеют относительно равную продолжительность. На полюсах она наименьшая, поскольку летом солнце там совсем не заходит (полярный день), а зимой, наоборот, совершенно не появляется над горизонтом (полярная ночь). Рельеф и характер местности, погода и некоторые другие факторы оказывают определенное влияние на суточную амплитуду. Так, например, она менее выражена над большими водными поверхностями, чем над сушей, так как вода, обладая более высокой теплоемкостью, способна накапливать тепло в большей степени и медленнее его отдавать. При наличии растительного покрова или в пасмурную погоду суточная амплитуда также уменьшается, так как растительность, так же как и облачность, замедляет нагрев и охлаждение почвы. О зависимости температуры воздуха от температуры почвы можно судить по рис. 4.
Рис. 4. Суточный ход температуры поверхности почвы (верхняя кривая) и температуры воздуха (нижняя кривая) для Тбилиси в июле.
При подъеме над поверхностью земли температура воздуха снижается по мере отдаления от нагретой почвы в умеренных широтах примерно на 0,6° на каждые 100 м). С подъемом закономерно уменьшается и суточная амплитуда температурных колебаний, так как влияние суточных изменений температуры почвы в силу малой теплопроводности воздуха сказывается здесь гораздо меньше.
От тех же причин зависит в основном и годовая амплитуда изменений температуры атмосферного воздуха, характеризуемая разницей между температурами июля и января. Что касается абсолютных величин температуры воздуха, то самая низкая температура атмосферного воздуха была зарегистрирована на станции «Восток» в Антарктиде (—87°), а самая высокая — близ города Триполи (Ливан) и в Южном Иране (+ 58°).
Гигиеническое значение температуры воздуха определяется в основном ее влиянием на тепловой баланс человеческого организма. Относительно низкие температуры способствуют переохлаждению тела, а высокие —перегреванию, Задача заключается в осуществлении гигиенически обоснованных мер защиты организма от этих неблагоприятных условий и предупреждении связанных с ними заболеваний.