氣溫、地溫和水溫的關系

    人們通常用大氣溫度來表示大氣的冷熱程度，稱為大氣溫度或氣溫。這是為了區別于土壤溫度(土溫)和水體溫度(水溫)來說的。如果不是為了這種區別，我們說溫度，就是指氣溫，也不會造成人們誤解。

    因為大氣的熱量主要要來自地面，地面的性質和狀況又有很大差別，海洋和陸地，高山和平原，沙漠和森林，潮濕地區和干燥地區等等，不同的地面情況對大氣溫度的影響也不相同。

    海洋和陸地的差別最有代表意義。例如，在某一緯度上到達地面的太陽輻射能量相同，可是結果并不一樣。陸地上劇烈升溫，海洋上升溫卻十分和緩，為什么呢？仔細分析，至少有以下原因：

    第一，陸地的反射率大于海洋水面。導致陸地實際吸收的太陽輻射比海洋少10％～20％，由于這個原因，陸地升溫應比海洋大，而冷卻則比海洋快。

    第二，陸地對各種波長的太陽輻射都不透明，吸收的太陽輻射都用在加熱很薄的陸地表面。水面雖然對紅色光和紅外線不透明，但對可見光其余部分和達到水面的紫外線都是透明的，這一部分輻射能量可以達到海洋的深層。

    第三，巖石和土壤都是不良導體，傳導到土壤下層的熱量很少。水卻相反，有很高的傳導本領，得到的太陽輻射能很快地向下層傳導。

    第四，巖石和土壤不能上下左右流動，海洋上卻有波浪、洋流和對流進行熱量的水平輸送和垂直交換。

    第五，巖石和土壤的比熱，小于水體的比熱。巖石的比熱約為0.8368焦/克·度;水比熱是4.184焦/克·度。如果將4.184焦熱量約1克水,溫度可升高1℃;如果將4.184焦熱量給1克巖石,溫度可升高5℃。

    第二到第五個原因，使陸地得到的太陽輻射只集中于表層，導致地面迅速而劇烈地升溫，從而加強了地面和大氣的感熱交換。而水面則將太陽輻射的一部分向下層傳播，使水溫不斷升高，傳給大氣的感熱自然減少。

    第六，海面有充足的水源供應，蒸發強烈，消耗了水面很多熱量，使水溫升不高，減少了空氣的感熱交換，但是熱量多以潛熱形式被帶到大氣中。感熱是可以感覺到的熱量，能立即使氣溫升高；潛熱暫不能升溫，只有當水汽凝結時，才能釋放潛熱，加熱大氣。

    由此可見，即使在同樣太陽輻射條件下，地溫和水溫之間仍有很大差別。它們的大氣熱量交換方式(是感熱還是潛熱)和數量都不相同，從而產生天氣和氣候的差異。

    地球上天氣和氣候的差異，并不僅僅發生在海洋和陸地之間，即使都在陸地上，沙漠和森林，荒地和農田，干燥地區和潮濕地區，山脈的向風坡和背風坡，陽坡和陰坡等等，天氣和氣候也不相同。但是，在一定程度上都與地面干燥或潮濕情況有關。相對干燥的地面更接近一般陸地表面情況，相對潮濕的地面更接近水面的情況，只是差別沒有陸地和海洋對比那樣突出罷了。