気温は太陽からのエネルギーが大きなファクター
イソップ童話の「北風と太陽」という話がある。この話では、北風は寒いもの、太陽は暖かいものの象徴として書かれている。北半球に住んでいればそんなことは常識中の常識だが、なぜそうなのかを考えたことはあるだろうか。実は「北風と太陽」は気温をつかさどる重要なファクターなのだ。
地球の気温をあげるのは、ご存じの通り太陽から地球が受け取るエネルギーである。地球は太陽からのエネルギー（おもに可視光線）を受け取り、それによって地面や海面が温まる。すると、地面や海面と接する空気が温められる。これが気温の上昇する 仕組みである。
それと同時に、地球は太陽から受け取ったエネルギーと同じ量のエネルギー（赤外線）を宇宙に向かって放出している。すると、気温は下がる。このように、地球からエネルギーが放出されることで冷える現象を「放射冷却」という。
太陽からのエネルギーを受け取れるのは昼間の間だけである。また、太陽高度が高ければ高いほど面積当たり多くのエネルギーを受け取れる（これは、懐中電灯を垂直に照らしたときと、斜めから照らしたときを比べたら、垂直に照らされた面のほうが明るいことを想像すると理解しやすいのではないだろうか）。逆に、地球からはいつでもどこからも、同じ量ずつエネルギーが放出されている。
そうなると、昼は「太陽から受け取るエネルギー＞地球から放出するエネルギー」なので、気温は上がっていくが、夜は太陽から受け取るエネルギーがゼロになる一方で、地球からはずっとエネルギーが放出され続けるので気温が下がっていく。だから、晴れた日に最低気温を記録するのは日の出前なのだ。
同様の原理が季節の気温にも当てはまる。夏は太陽高度が高いし昼間が長いため、「太陽から得られるエネルギー＞地球から放出されるエネルギー」となり気温が高くなる。その一方で、冬は太陽高度が低いうえ昼間が短いので「太陽から得られるエネルギー＜地球から放出されるエネルギー」となり、寒くなるのだ。
では、なぜ太陽高度が最も高い12時に気温のピークがこないのか。それは、太陽エネルギーが地球の表面をまずあたため、その温まった地球の表面がそこに接した空気を温めるまでに時間がかかるからだ。ストーブのスイッチを入れればすぐにストーブ自体は熱くなるが、ストーブの前の空気が暖かくなるまで時間がかかるのと同じである。日本では夏至の6月よりも7月や8月のほうが暑くなる原因のひとつも、これと同じ原理で説明できる（ちなみに、6月が梅雨だからという要素もある）。
