Det finns ett märkligt fenomen som David Phillips har lagt märke till på klara, stilla vintermorgnar: Solen går upp och luften fortsätter att bli kallare.

Det händer inte varje dag, men han säger att det händer ganska ofta, och det är ingen illusion. (Ett exempel på detta var i onsdags, då luften var kallare klockan 8 och 9 än klockan 5 och 6.)

Distroscale

Och orsaken är ett komplext förhållande mellan solen, marken och de olika luftlagren nära marknivån.

Phillips, som är senior klimatolog på Environment Canada, förklarade det i en intervju.

Punkt ett: ”Där vi mäter den officiella lufttemperaturen. Den mäts i ögonhöjd, den mäts inte på marken”. Det finns ett litet skydd som kallas Stevenson-skärm med en termometer inuti. Större väderstationer mäter varje timme.

Nästa punkt: Den kallaste luften under en vinternatt befinner sig i marknivå.

”Under natten, under en lugn och klar natt, strålar marken ut den infraröda strålningen till rymden”. Med andra ord avger den den värme som den absorberat från solskenet under dagen.

Miljön förlorar energi mer effektivt – och därmed snabbare – än luften. Det kyler luften i kontakt med marken.

”Det är vad som händer när det bildas dagg eller frost. Marken är så kall att den kyler luften i kontakt med den” till en punkt där den inte kan hålla lika mycket fukt. Vatten eller frost bildas på grässtrån eller på vindrutan.

Phillips säger att luften på marknivå kan vara två eller tre grader kallare än luften bara en meter eller två högre upp. Skillnaden, säger han, är faktiskt större än skillnaden mellan ögonhöjd och 100 meter högre upp.

”Därför har jag ibland sett pölar på marken som är frusna, men luften vid den officiella temperaturen (dvs. i ögonhöjd) ligger inte under fryspunkten.”

Sedan går solen upp.

”Det som händer är att under dessa typiska nätter (kalla och klara) kommer solen att stiga upp och den står i en låg vinkel. Det finns inte tillräckligt med värme för att värma marken så mycket att man kan se en skillnad (i temperatur).

”Men det räcker för att röra om i luften. Det räcker för att skapa en liten konvektiv ström (dvs. från varm luft som stiger upp) och turbulens för att ta den kallare luften som befinner sig på marken upp till ögonhöjd.”

Det är där termometern mäter den och registrerar en temperatursänkning.

Detta är mer än en statistisk bagatell. Termometern i ögonhöjd mäter exakt var huden i ansiktet är exponerad när du går till jobbet eller skolan. Det är också den nivå där du drar in luft i dina lungor.

Omkring en timme senare står solen i en högre vinkel och börjar värma luften, säger Phillips.