一天内气温的高低变化，称为气温的日变化。一天中气温的最高值与最低值的差，称为气温日较差。它的大小反映了气温日变化的程度。日出以后，随着太阳高度角增大，太阳辐射逐渐增强，正午12时，太阳辐射达到一天中最高值。随后太阳辐射开始减弱。这一过程中，地面温度随着吸收太阳辐射而升高，地面辐射也逐渐增强。大气吸收地面辐射后，气温也随之不断上升。正午12时过后，虽然太阳辐射开始减弱，但是地面获得的太阳辐射能量仍比因地面辐射失去的能量多，地面温度继续升高。下午1时左右，地面获得的太阳辐射能量开始少于地面辐射失去的能量时，即当地面热量由盈余转为亏损的时刻，地面温度达到最高值。由于地面增温后，再通过辐射、对流、湍流等方式将热量传递给大气需要一段时间，故一天中气温最高值出现在午后2时左右。此时正是大气获得的地面辐射能量等于因大气辐射失去的能量，即大气热量由盈余转为亏损的时刻。随后，太阳辐射继续减弱，地面热量继续亏损，地面温度不断降低，地面辐射不断减弱，气温也随之下降，到日出前后，气温达到最低值。地面温度和气温的升降，主要取决于它们的热量收支状况，即热量的盈亏状况。
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