Temperatura - podstawowa wielkość określająca stan układu termodynamicznego, przyjmująca tą samą wartość dla układów będących w stanie równowagi termodynamicznej ze sobą. Pomiar można przeprowadzić tylko w sposób pośredni, opierając się na zależności od temperatury takich właściwości ciał, które można mierzyć bezpośrednio. Temperaturę ciała podaje się w stopniach, a jej wartość zależy od przyjętej skali termometrycznej. Średnią temperaturę powietrza oblicza się jako średnią arytmetyczną ze wszystkich wykonanych pomiarów. Dane o temperaturze powietrza zbierane są przez stacje meteorologiczne.
Stacja Zintegrowanego Monitoringu Środowiska Przyrodniczego w Koniczynce została powołana w dniu 13.07.1992 r. na bazie Ośrodka Badawczego Biologii Stosowanej UMK. Po podpisaniu umowy w dniu 29 września 1993 r. pomiędzy Uniwersytetem Mikołaja Kopernika a Urzędem Wojewódzkim w Toruniu i instytucjami zajmującymi się monitoringiem środowiska przyrodniczego stacja rozpoczęła realizację programu pomiarowego. Na terenie gospodarstwa znajduje się rozległy ogrodzony i dozorowany plac i między innymi ogródek meteorologiczny gdzie przeprowadzono pomiary temperatury powietrza w dniach od 6-10.06.1995 roku, na podstawie których dalsza część opisu. Pomiary z różnych stacji muszą być ze sobą porównywalne dlatego wykonywane są w podobnych warunkach otoczenia. Miejsce wybrane na ogródek meteorologiczny nie może być zacienione, osłonięte przez drzewa lub budynki. Ogródek meteorologiczny musi być pokryty niską trawą. W ten sposób zapewnione są porównywalne warunki podłoża. Klatka meteorologiczna pomalowana jest na biały kolor. Ściany klatki meteorologicznej tworzą deseczki umocowane w postaci żaluzji. W Polsce klatka meteorologiczna jest tak skonstruowana aby receptory termometrów znajdowały się 2 m nad powierzchnią podłoża. Termometry znajdują się na tej wysokości w celu zminimalizowania wpływu podłoża, które bezpośrednio pochłania promieniowanie słoneczne, a zarazem samo jest źródłem promieniowania. Odczytu temperatury powietrza dokonuje przeszkolony obserwator w wyznaczonym momencie obserwacji. Osobnymi termometrami dokonuje się pomiaru temperatury maksymalnej i minimalnej - odpowiednio termometrem maksymalnym i minimalnym.
Minimum temperatury w cyklu dobowym w dniach 6-10.06.1995 można zaobserwować przed wschodem Słońca, gdy kończy się okres wypromieniowania ciepła z przyziemnej warstwy powietrza i powierzchni gruntu. Wraz ze świtem, do powierzchni terenu zaczyna dochodzić promieniowanie rozproszone, które pohamowało dalszy spadek temperatury. Po wschodzie Słońca do powierzchni zaczyna dochodzić promieniowanie bezpośrednie, które podnosi temperaturę podłoża i ciepło zaczyna być przekazywane do atmosfery, co powoduje wzrost temperatury powietrza. W miarę wzrostu kąta padania promieni słonecznych, ilość dochodzącej do podłoża energii rośnie, temperatura podłoża wzrasta, wzrasta również przekaz ciepła do powietrza i następuje wzrost temperatury powietrza. Największa ilość energii do podłoża dochodzi w południe słoneczne. Również na przeniesienie ciepła od podłoża do przyziemnej warstwy powietrza potrzebny jest pewien czas. W rezultacie moment wystąpienia maksimum temperatury powietrza jest opóźniony w stosunku do południa słonecznego od 3 do 4 godzin w dniach 8,9 i 10.06. Można łatwo zauważyć, że dzienny przebieg temperatury nie jest symetryczny. Temperatura wzrasta trochę szybciej niż spada. Co więcej, temperatura wzrasta początkowo w relatywnie szybkim tempie później już wolniej. Największe tempo wzrostu temperatury rejestruje się rankiem i maksimum osiąga ok. godz. 15. Od chwili osiągnięcia przez Słońce maksymalnej wysokości, natężenie promieniowania się zmniejsza, początkowo powoli, później coraz szybciej. Jednak zakumulowane w godzinach południowych ciepło w podłożu przekazywane jest do atmosfery, co w części rekompensuje zmniejszenie się natężenia promieniowania i powoduje stosunkowo wolniejszy spadek temperatury powietrza. Po zachodzie Słońca do powierzchni ustaje dopływ energii i rozpoczyna się wypromieniowanie energii z podłoża i przyziemnej warstwy powietrza. Początkowo, wobec dość jeszcze wysokiej temperatury podłoża i powietrza spadek temperatury powietrza jest dość szybki, później, w miarę upływu czasu i obniżania się temperatury bezwzględnej, staje się coraz wolniejszy. Proces obniżania temperatury powietrza na skutek wypromieniowania trwa tak długo, aż suma strat ciepła przez wypromieniowanie nie zostanie zrekompensowana dopływem promieniowania rozproszonego, co następuje po świcie.
10.06 był dniem chłodniejszym od pozostałych, być może wystąpiło wtedy zachmurzenie i część energii promienistej Słońca została odbita od górnej powierzchni chmur, część pochłonięta i rozproszona w chmurze i do powierzchni terenu doszła mniejsza ilość energii. To spowodowało, że temperatura gruntu była niższa, a tym samym i temperatura powietrza była odpowiednio obniżona. W nocy, gdy powierzchnia terenu i powietrze wypromieniowały promieniowanie długofalowe, część tego promieniowania została pochłonięta przez kropelki wody w chmurze, podnosząc ich temperaturę, część została odbita i skierowana w stronę powierzchni Ziemi. Promieniowanie cieplne chmury skierowane w kierunku powierzchni Ziemi i promieniowanie odbite od chmur stworzyły łącznie tak zwane promieniowanie zwrotne, które zostało pochłonięte przez powierzchnię terenu. Temperatura gruntu w związku z tym nie mogła się zbyt obniżyć, jeśli powietrze nad gruntem miało niższą temperaturę od gruntu natychmiast stworzył się strumień ciepła skierowany od podłoża do powietrza i temperatura powietrza wzrosła. W efekcie nie doszło do silnego obniżenia temperatury powietrza i temperatura powietrza w czasie wystąpienia minimum jest relatywnie wysoka. W ten sposób, w warunkach wystąpienia zachmurzenia w ciągu całej doby dobowa amplituda temperatury była jeszcze mniejsza. Największe tempo spadku temperatury notuje się w okolicach zachodu Słońca, jednak minimum dobowe występuje o świcie i średnia w ciągu tych dni wynosi 12 ˚C.
Powietrze jest prawie przeźroczyste dla promieniowania słonecznego. Przez to, jeśli nie występuje zachmurzenie, prawie całe promieniowanie słoneczne, które dociera do atmosfery ziemskiej przedostaje się do powierzchni ziemi. Trochę tego promieniowania jest absorbowane przez ozon, szczególnie w stratosferze, trochę przez tlen w niższej warstwie troposfery, ale większość dociera do powierzchni i jest tutaj absorbowane przez co temperatura gruntu wzrasta. Temperatura powietrza przy powierzchni ziemi też wzrasta gdyż ma ono bezpośredni kontakt z gruntem. Cząsteczki ogrzanego powietrza unoszą się przez co przenoszą ciepło do warstwy granicznej (ok. 1 km). To ogrzewanie czy chłodzenie dotyczy tylko warstwy powietrza tej przy powierzchni ziemi - do 1 km. Powyżej tego poziomu temperatura jest prawie stała, waha się jedynie ok. 2 stopni pomiędzy dniem, a nocą ze względu na słabą absorpcję promieniowania.
Literatura:
Kaczorowska Zofia, 1986, Pogoda i klimat
Woś Alojzy, 1997, Meteorologia dla geografów