山谷地区由于地形较封闭，日出较晚，太阳照射也较弱，白天气温自然就低，晚上热量不易散失，所以气温较高，这也是为什么山谷气温日较差大的原因。
气温变化分日变化和年变化。日变化，最高气温是午后2时左右，最低气温是日出前后。年变化，北半球陆地上7月份最热1月最冷，海洋上8月份最热2月份最冷；南半球与北半球相反。
从低纬度向高纬度递减，因此等温线与纬线大体上平行。同纬度海洋陆地的气温是不同的。夏季等温线陆地上向高纬方向凸出，海洋向低纬方向凸出。
某地气温除了由于太阳辐射的变化而引起的周期性变化外，还有因大气的运动而引起的非周期性变化。实际气温的变化，就是这两个方面共同作用的结果。如果前者的作用大，则气温显出周期性变化；相反，就显出非周期性变化。不过，从总的趋势和大多数情况来看，气温日变化和年变化的周期性还是主要的。热量平衡中各个分量，如辐射差额、潜热和显热交换等，都受不同的控制因子影响。这些因子诸如纬度、季节等天文因子有着明显的地带性和周期的特性。而下垫面性质、地势高低，以及天气条件，如云量多少、大气干湿程度等，均带有非地带性特征。同时，不同地点，这些因子的影响也不相同，因而在热量的收支变化中引起的气温分布也呈不均匀性。
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