Температура воздуха меняется в суточном ходе вслед за температурой земной поверхности. Поскольку воздух нагревается и охлаждается от земной поверхности, амплитуда суточного хода температуры в метеорологической будке меньше, чем на поверхности почвы, в среднем примерно на 1/3.
Над поверхностью моря условия сложнее, о чем будет сказано дальше. Рост температуры воздуха начинается вместе с ростом температуры почвы (минус на 15 позже) утром, после восхода солнца.
В 13-14 часов температура почвы начинает понижаться.
В 14-15 часов температура почвы уравнивается с температурой воздуха; с этого времени при дальнейшем падении температуры почвы начинает падать и температура воздуха.
Таким образом, минимум в суточном ходе температуры воздуха у земной поверхности приходится на время вскоре после восхода солнца, а максимум - на 14-15 часов.
Суточный ход температуры достаточно правильно проявляется лишь в условиях устойчивой ясной погоды. Еще более закономерным представляется он в среднем из большого числа наблюдений: многолетние кривые суточного хода температуры - плавные кривые, похожие на синусоиды.
В отдельные дни суточный ход температуры воздуха может быть очень неправильным. Это зависит от изменений облачности, меняющих радиационные условия на земной поверхности, а также от адвекции, т.е. от притока воздушных масс с другой температурой.
В результате этих причин минимум температуры может сместиться даже на дневные часы, а максимум - на ночь.
Суточный ход температуры может вообще исчезнуть или кривая суточного изменения примет сложную или неправильную форму. Иначе говоря, регулярный суточный ход перекрывается или маскируется непериодическими изменениями температуры.
Например, в Хельсинки в январе с вероятностью 24% суточный максимум температуры приходится на время между полуночью и часом ночи, и только в 13% случаев он приходится на промежуток времени от 12 до 14 ч.