Розподіл температури повітря в атмосфері і його безперервні зміни називають тепловим режимом атмо-сфери. Між окремими шарами атмосфери постійно відбувається обмін теплом, масою і кількістю руху. Ці ж процеси мають місце при взаємодії атмосфери з земною поверхнею.
Обмін теплом всередині однієї термодинамічної системи і з областями її зовнішньої взаємодії здійснюється наступними шляхами:
- радіаційним шляхом, тобто при власному лікуванні з повітря і при поглинанні повітрям радіації Сонця, земної поверхно-сти і інших атмосферних шарів;
- шляхом теплопровідності - молекулярної дифузії між повітрям і зем-ної поверхнею і турбулентної - всередині атмосфери;
- передача тепла між земною поверхнею і повітрям може відбуватися в результаті випаровування і наступної конденсатор-цііілі кристалізації водяної пари.
В процесі молекулярної і турбулентної дифузії в атмосфері формуються потоки і притоки явного і прихованого тепла.
Потоки явного тепла обумовлені наявністю просторових неоднорідностей питомої теплосодержания, тобто градієнтів температури в повітряних масах і в системі «атмосфера - подстилающая поверхню». В результаті явного теплообміну відбувається згладжування градієнтів температури, тобто система прагне до термічного рівноваги.
Потоки прихованого тепла формуються при наявності всередині термодинамічної системи просторових неоднорідностей питомої вмісту вологи. Це є необхідною і достатньою умовою, тобто вони можуть бути і при изотермии.
Якщо прихований теплообмін не супроводжується явним теплообміном і конденсацією водяної пари, в атмосфері змін молекулярної температури немає, а мають місце зміни віртуальної температури і згладжування її градієнтів.
Потоки тепла визначаються їх кількістю, стерпним в одиницю часу в напрямку, перпендикулярному одиничної майданчику будь-якої орієнтації в просторі.
Припливом теплак одиниці об'єму даної середовища (повітря, грунт і ін.) Є кількість енергії, що надходить до нього через його межі в одиницю часу.
Земна поверхня має в цілому позитивним радіаційним балансом і внаслідок цього вона є основним джерелом енергії для атмосферних процесів. Від земної поверхні в атмосферу тепло надходить в явному вигляді при контактному теплообміні. Потоки прихованого тепла обумовлені фазовими переходами води на земній поверхні, перш за все випаровуванням з неї. Радіаційний приплив тепла до атмосфери обумовлений ефективним випромінюванням земної поверхні. Тепло, яке надходить від земної поверхні на нижню межу приземного шару, поширюється потім у верхні шари атмосфери шляхом турбулентної теплопровідності.
Турбулентний теплообмін відбувається у всій атмосфері і в верхніх шарах водойм, однак найбільш інтенсивний він у приземному шарі атмосфери і в діяльному шарі водойм. У віддалених від поверхні шарах атмосфери і водойм турбулентний теплообмін зменшується. Причина цього - зменшення в них вертикальних градієнтів температури, а в атмосфері ще і вмісту вологи.
Вирішальна роль в тепловому ре-жимі переходить тут до випромінювання з повітря і до поглинання радіації Сонця і атмосферних шарів, що лежать вище і нижче даного шару. У високих шарах атмосфери зростає і значення адіабатичних змін температури при зрост-дящих і низхідних рухах повітря.
Вище приземного шару потоки явного прихованого тепла обумовлені в основному впорядкованими вертикальними струмами - конвекцією. Конвективні руху мають істотно більші просторові масштаби, ніж турбулентні вихори, і для них може бути виявлена деяка середня швидкість. При динамічному і тепловому взаємодії приземного шару атмосфери з твердої підстильної поверхнею в приземному шарі атмосфери формуються характерні профілі швидкості, температури і вмісту вологи. Від інтенсивності динамічного взаємодії приземного шару атмосфери і водної поверхні в значній мірі залежить структура верхнього діяльного шару водойм.
Зміни температури. що відбуваються в певній кількості повітря внаслідок зазначених вище процесів, можна назвати індівідуальнимі.Оні характеризують зміни теплового стану даного певної кількості повітря.
Але можна говорити не про індивідуальне кількості віз-духу, а про деякій точці всередині атмосфери з зафіксований-ними географічними координатами і з незмінною висотою над рівнем моря. Будь-яку метеорологічну станцію, не мен-няющих свого положення на земній поверхні, можна рас-розглядати як таку точку. Температура в цій точці буде змінюватися не тільки в силу зазначених індивідуальних зраді-ний теплового стану повітря. Вона буде змінюватися також і внаслідок безперервної зміни повітря в даному місці, т. Е. Внаслідок приходу повітря з інших місць атмосфери, де він має іншу температуру.
Ці зміни температури, пов'язані з адвекцией - з при-струмом в дане місце нових повітряних мас з інших частин земної кулі, називають адвектівнимі. Якщо в дане місце притікає повітря з більш високою температурою, кажуть про адвекции тепла; якщо з більш низькою - про адвекции холоду.
Загальна зміна температури в зафіксованої географи-чеський точці, залежне і від індивідуальних змін стану повітря, і від адвекции, називають локальним (місцевим) зміною. Метеорологічні прилади - термометри і термо-графи, нерухомо поміщені в тому чи іншому місці, регист-ріруют саме локальні зміни температури повітря. Тер-мометр на повітряній кулі, що летить за вітром і, отже, що залишається в одній і тій же масі повітря, показує інді-відуальноеізмененіе температури в цій масі.