Коротко: основная причина сезонной разницы — изменение попадания солнечной энергии из‑за наклона земной оси; суточный диапазон летом больше потому, что днём поступает существенно больше энергии, чем зимой, тогда как ночное излучение остаётся примерно того же порядка. Пояснения:
- Излучение Солнца на поверхность зависит от угла падения и продолжительности дня. При наклоне оси зимой солнечный зенитный угол больше и день короче, поэтому средняя поступающая мощность пропорциональна примерно $\cos \theta$ и уменьшается: $I_{\text{avg}}\propto S_0\cos \theta \cdot L$ (где $S_0$ — солнечная постоянная, $L$ — длина дня). Меньше входящей энергии → существенно более низкие средние температуры.
- Кроме того, при низком солнце лучи проходят более длинный путь через атмосферу, больше рассеиваются и поглощаются; покрытие поверхности (снег↑альбедо) и теплоёмкость океанов/почвы (термическая инерция) также смягчают или усиливают сезонный эффект.
- Суточный диапазон: максимум температуры определяется дневным поглощением, минимум — ночным излучением. Летом дневное отопление сильно выше (высокое солнце, длинный день), поэтому максимум значительно поднимается, а ночь остаётся похожей по радиационным потерям; потому разница максимум–минимум большая. Формула баланса простейшая: чистая энергия ≈ поглощённая солнечная $S(1-\alpha )$ минус излучение $ϵ\sigma T^4$, т.е. $Q_{\text{net}}=S(1-\alpha )-ϵ\sigma T^4$.
- Зимой же дневное поступление мало, ночные потери часто могут быть уменьшены облачностью и повышенной влажностью (парниковый эффект), да и альбедо снега снижает нагрев днём — в результате суточный ход меньший.
Итого: сезоны контролирует изменение инсоляции из‑за наклона Земли; большой суточ размах летом — следствие значительно большего дневного солнечного нагрева при тех же ночных потерях.