夏天，北半球倾向太阳，太阳光的方向与地面近乎垂直，我们看到太阳在天上很“高”。夏至这一天，太阳在天上最“高”，理应是最热的一天。但在实际上，最热的天不是夏至，而是“三伏”天。这是怎么回事呢？

主要的原因是地球被浓密的大气层所包裹。太阳光并不直接加热靠近地面的空气，而是先加热地面。地面再通过红外辐射、空气对流和水分蒸发把热带给空气。每平方米的地表上面，有大约10000千克的空气，可以储存大量的热。这就使地表的温度不会太高。到了晚上，这些热量又使地表的温度不致过低。这样，地球上的昼夜温差只有几摄氏度到十几摄氏度。火星上空气稀薄，昼夜温差就可以超过100摄氏度。在太空中运行的人造卫星，被太阳照射到的地方温度可达100到200摄氏度，而照射不到的部分温度又可以低到零下100到200摄氏度，就是因为周围没有空气的缓冲作用的缘故。

因此，每天的平均温度就不完全取决于从太阳得到多少热量，而是每天得到的热量和散失的热量之间的差，即积累的热量的净变化。夏至那天北半球从太阳那里接收到的热量的确最多，但是在夏至过后的几十天中，虽然太阳的位置不是最高、日照不是最长，但指数还是处于相当高的水平。每天接收到的热量超过散失的热量，所以日平均温度继续升高，到“三伏”天升到最高。只有当太阳足够“低”，每天接收的热量少于散失的热量后，温度才开始降低。同样的道理，每天中午12点是太阳最“高”的时候，但是一天之中温度最高的时候不是中午，而是下午两点左右。

有趣的是，地下的温度也和地表的温度变化不同步。比如8月6日一般是地表日平均温度最高的时候。但是在地下60厘米处，要到8月20日温度才最高。在地下1.5米处，就要等到9月10日。在地下3.5米处，要等到10月29日。到了地下9.4米处，夏季和冬季就和地表反过来了。窑洞冬暖夏凉，就是因为这个原因。