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La temperatura dell'aria subisce variazioni regolari e accidentali; queste ultime sono legate allo stato del cielo e quindi agli spostamenti delle varie perturbazioni atmosferiche. Le variazioni regolari sono quelle a carattere diurno e legate all'altezza del sole nel corso della giornata. Aumentando l'altezza del sole sull'orizzonte si ha un aumento dell'intensità della radiazione incidente sul suolo; aumenta cioè il riscaldamento della superficie investita e di conseguenza anche il calore emesso dalla superficie riscaldata. Finchè il calore ricevuto supera quello emessa la temperatura della superficie terrestre e quindi dell'aria è in continuo aumento. La temperatura tocca pertanto il suo massimo valore quando il calore ricevuto viene neutralizzato da quello emesso; tale evento si ha, di solito, un paio d'ore dopo il passaggio del sole al suo culmine. Dopo tale momento, il calore emesso dalla superficie terrestre supera quello in arrivo; inizia così il raffreddamento della superficie terrestre e, di conseguenza dell'aria va decrescendo fino a raggiungere il valore minimo intorno all'alba. La temperatura dell'aria in prossimità del suolo presenta quindi un andamento periodico, con un massimo ed un minimo. La differenza tra la temperatura massima e quella minima di uno stesso giorno viene chiamata escursione termica. Per un determinato luogo l'escursione è massima con cielo sereno, calma di vento e aria secca; risulta invece notevolmente ridotta in caso di presenza di nubi, particolarmente in caso di copertura totale nell'arco delle ventiquattro ore. La temperatura dell'aria presenta inoltre una variazione annuale collegata alle reciproche posizioni della Terra e del Sole. Generalmente, nel corso dell'anno, la temperatura massima assoluta si verifica in Italia intorno a luglio o agosto, quella minima assoluta in gennaio o febbraio. Come è noto, nel nostro emisfero, al solstizio d'estate del 21 giugno si ha la massima altezza del sole sull'orizzonte e quindi la massima insolazione. Ma anche dopo tale data, il calore che la terra riceve dal sole continua ad essere in eccesso rispetto alle perdite; la temperatura della superficie terrestre, e quindi dell'aria, continua ad aumentare fino a quando gli apporti di calore sono neutralizzati dalle perdite; ciò avviene appunto a cavallo dei mesi di luglio e agosto. Ragionamento analogo vale per il minimo annuale di temperatura; anche dopo il solstizio d'inverno (minima altezza del sole sull'orizzonte e quindi minima insolazione) la superficie terrestre seguita a perdere più calore di quanto non ne riceva dal Sole. In questa situazione le temperature continuano a scendere fino a raggiungere i valori minimi annuali tra gennaio e febbraio.

VARIAZIONE DELLA TEMPERATURA CON LA QUOTA

La temperatura dell'aria è determinata essenzialmente dalla temperatura del suolo. L'atmosfera si riscalda, pertanto, a partire dal basso; è facile quindi comprendere come la temperatura dell'aria debba diminuire con l'altitudine. La diminuzione della temperatura con la quota è in genere diversa da un luogo all'altro e per lo stesso luogo da un giorno all'altro. Tuttavia, si può ritenere che in media la temperatura dell'aria, in quiete, diminuisca alle nostre latitudini di circa 6 gradi ogni 1000 metri fino alla quota di 10-12 mila metri. Tale entità della temperatura con la quota viene definito gradiente termico verticale.

LE INVERSIONI

Questa regola fondamentale subisce, sia al suolo che in quota, delle eccezioni. Nelle notti serene, soprattutto invernali, il suolo si raffredda (per irraggiamento) fortemente; lo strato d'aria a contatto del suolo si raffredda anch'esso sensibilmente e più degli strati d'aria superiori. La temperatura dell'aria, a partire dal suolo, aumenta quindi con la quota: si ha in questo caso un'inversione al suolo. Connesse alle inversioni al suolo sono le nebbie d'irraggiamento. Un esempio caratteristico è quello delle nebbie della pianura padana. Le inversioni al suolo possono aversi anche con aria in movimento, soprattutto nel caso di aria calda e umida che passa sopra una superficie più fredda. E' il caso di aria che si muove dal mare verso la terraferma; questa in inverno, raffredda fortemente gli strati d'aria a contatto di essa. La temperatura dell'aria al suolo risulta inferiore a quella dell'aria posta a qualche decina di metri di quota. A tale tipo di inversione sono connesse le nebbie da trasporto o avvenzione. Oltre a formarsi al suolo, le inversioni possono avere origine anche in quota e avere in questo caso uno spessore anche di diverse centinaia di metri e una grande estensione orizzontale. Sono prodotte da uno scorrimento in quota di aria più calda di quella sottostante; in questo strato di inversione possono originarsi formazioni nuvolose stratiformi.

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