Zašto su najtopliji meseci jul i avgust iako nam je Sunce najbliže 22. juna?

Na pojavu da zemlja ispod nas ne postaje najtoplija kada nam se Sunce tokom godine približi na najmanje rastojanje utiču dve osobine svih materijalnih sistema, pa i naše planete, a to su: toplotni kapacitet, koji je mera sposobnosti tela da apsorbuje, odnosno emituje toplotu, kao i toplotna provodljivost, odnosno brzina kojom telo apsorbuje i emituje toplotu (pri čemu toplotna provodljivost direktno zavisi od toplotnog kapaciteta).

Kao što zidovi i asfalt nisu najtopliji tačno u podne kada im je Sunce tokom vedrog dana najbliže, a i ostanu topli tokom letnjih večeri iako je Sunce zašlo iza horizonta, jer su u stanju da polako gube primljenu toplotu, kao i da je postepeno primaju, isto tako i Zemlja polako apsorbuje Sunčevu toplotu i zatim je polako rasipa u vazduh, koji se skoro u potpunosti greje indirektno od Zemljinog tla.

Isto kao kada naložimo vatru u prostoriji, vazduh se ne zagreje istog trenutka, već svoju maksimalnu temperaturu dostigne nešto kasnije.

Termometar

Količina toplote koju moramo predati nekom telu da bismo mu povisili temperaturu za jedan stepen naziva se toplotnim kapacitetom, i što je ova veličina veća, to će temperatura tela sporije rasti pri dovođenju toplote.
Toplotni kapacitet vazduha iznosi 1 Džul po stepenu, zemljinog tla 0,80 J/^oC, vode 4,18 J/^oC, a zlata samo 0,13 J/^oC.

Zato će se sa ravnomernim predavanjem toplote navedenim supstancama, temperatura zlata najviše povećavati, pa zatim zemljinog tla, pa vazduha i tek onda vode.

Visoki toplotni kapacitet tečnosti u odnosu na čvrste materije je posledica činjenice da se najveći deo količine toplote koju dovodimo tečnim telima koristi za raskidanje veza između čestica (što je i razlog zašto džem bolje teče kada ga zagrejemo), te je tako količina toplote koju predajemo telu za povećanje njegove temperature (tj. toplotni kapacitet), odnosno prosečne brzine kretanje čestica velika.

U slučaju čvrstih tela se, s druge strane, najveći deo toplotne energije koji predajemo telu koristi za intenzivnije vibriranje kristalne rešetke (tj. za intenzivnije kretanje čestica kristala), pa se time skoro u potpunosti koristi za povećanje temperature.

Toplotna provodljivost Zemljinog tla je prilično mala, tako da apsorbovana Sunčeva toplota ne uspeva da se probije dublje ka dnu, već se najvećim delom prenosi na okolni vazduh.

Sunce nam je stvarno najbliže 22. juna ukoliko se nalazimo iznad severne geografske širine od 23,5 stepena, ali Zemljina površina, kao i njena atmosfera u našim, severnim umerenim geografskim širinama dostiže svoje maksimalne temperature tokom jula i avgusta, jer je u to vreme Sunce već nekoliko meseci provelo između ekvatora i 23,5 stepena severne geografske širine i zagrejalo Zemlju koja, slično asfaltu i zidovima tokom letnjih noći, relativno sporo apsorbuje, ali i sporo emituje toplotu (premda mnogo brže od vode).

Adekvatna pojava se dešava i zimi, jer iako nam je Sunce najudaljenije 22. decembra, najhladniji meseci su januar i februar, jer je Zemlji potrebno neko vreme kako bi rasula apsorbovanu toplotu i prilagodila se toploti koja dolazi sa Sunca.