Es gibt eine Merkwürdigkeit, die David Phillips an klaren, stillen Wintermorgen beobachtet hat: Die Sonne geht auf, und die Luft wird immer kälter.

Es passiert nicht jeden Tag, aber er sagt, dass es ziemlich oft vorkommt, und es ist keine Einbildung. (Ein Beispiel dafür war der Mittwoch, als die Luft um 8 und 9 Uhr morgens kälter war als um 5 und 6 Uhr morgens.)

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Und der Grund dafür ist eine komplexe Beziehung zwischen der Sonne, dem Boden und den verschiedenen Luftschichten in Bodennähe.

Phillips, der leitende Klimatologe bei Environment Canada, erklärte dies in einem Interview.

Punkt eins: „Wo wir die offizielle Lufttemperatur messen. Sie wird in Augenhöhe gemessen; sie wird nicht am Boden gemessen.“ Da gibt es einen kleinen Unterstand, den Stevenson-Schirm, mit einem Thermometer drin. Große Wetterstationen messen jede Stunde.

Nächster Punkt: Die kälteste Luft in einer Winternacht ist direkt am Boden.

„Während der Nacht, in einer ruhigen, klaren Nacht, strahlt der Boden die Infrarotstrahlung in den Weltraum ab.“ Mit anderen Worten, er gibt die Wärme ab, die er tagsüber von der Sonne aufgenommen hat.

Der Boden verliert Energie effizienter – und damit schneller – als die Luft. Er kühlt die Luft ab, die mit dem Boden in Berührung kommt.

„Das passiert, wenn sich Tau oder Frost bildet. Der Boden ist so kalt, dass er die Luft, die mit ihm in Berührung kommt, so weit abkühlt, dass sie nicht mehr so viel Feuchtigkeit aufnehmen kann. Wasser oder Frost bildet sich auf Grashalmen oder auf der Windschutzscheibe.

Phillips sagt, dass die Luft in Bodennähe zwei oder drei Grad kälter sein kann als die Luft in ein oder zwei Metern Höhe. Der Unterschied sei sogar größer als der Unterschied zwischen Augenhöhe und 100 Metern Höhe.

„Deshalb habe ich manchmal Pfützen auf dem Boden gesehen, die gefroren waren, aber die Luft in der offiziellen Temperatur (d.h. in Augenhöhe) lag nicht unter dem Gefrierpunkt.“

Dann geht die Sonne auf.

„In diesen typischen Nächten (kalt und klar) geht die Sonne auf und steht in einem niedrigen Winkel. Die Wärme reicht nicht aus, um den Boden so weit zu erwärmen, dass man einen Unterschied (in der Temperatur) feststellen kann.

„Aber sie reicht aus, um die Luft zu bewegen. Es reicht aus, um ein wenig Konvektionsströmung (d.h. warme Luft, die aufsteigt) und Turbulenzen zu erzeugen, um die kältere Luft, die sich am Boden befindet, auf Augenhöhe zu bringen.“

Dort misst das Thermometer, und es registriert einen Temperaturabfall.

Das ist mehr als eine statistische Kleinigkeit. Das Thermometer in Augenhöhe misst genau an der Stelle, an der die Gesichtshaut exponiert ist, wenn man zur Arbeit oder zur Schule geht. Das ist auch der Punkt, an dem Sie Luft in Ihre Lungen saugen.

Ungefähr eine Stunde später steht die Sonne in einem höheren Winkel und beginnt die Luft zu erwärmen, so Phillips.