太陽がいちばん高いのは正午。でも気温のピークは午後2時ごろ。このずれには理由があります。
「気温」とは、空気の温度のことです。ただ温度計を置けばよいわけではありません。決まったはかり方があります。
なぜこんな条件があるのでしょうか。それぞれに理由があります。
①の高さ：地面の近くは、地面の熱の影響を強く受けます。夏のアスファルトの上は50度を超えることもありますが、それは気温ではありません。人が生活する高さではかるのです。
②の風通し：空気がよどんでいると、その場所だけ熱がこもります。まわりの空気とまじり合う場所ではかる必要があります。
③の日かげ：これがいちばん重要です。日光が温度計に直接当たると、温度計そのものが熱くなってしまうのです。はかりたいのは空気の温度であって、温度計の温度ではありません。
この三つの条件を満たすために作られたのが百葉箱です。
すべての工夫に理由があります。正確にはかるための道具なのです。
晴れた日に、1時間ごとに気温をはかると、こんなグラフになります。
ここでおどろくべきことに気づきます。太陽がいちばん高くなるのは正午（12時）なのに、気温のピークは午後2時ごろなのです。
なぜずれるのでしょうか。
空気は太陽の光で直接あたたまるのではない──これがこの単元の核心です。
正午に日ざしが最も強くても、地面はまだあたたまり続けています。地面の温度が最高になるのが午後1時ごろ、それが空気に伝わって午後2時ごろに気温が最高になる。熱が伝わるのに時間がかかるのです。
同じ理由で、1年でいちばん暑いのも夏至（6月下旬）ではなく8月です。日の長さのピークと、暑さのピークがずれるのも同じしくみです。
晴れの日と雨の日では、気温の変化のしかたがまったくちがいます。
なぜでしょうか。雲がふたの役割をするからです。
つまり、雲は昼も夜も温度の変化をおさえるのです。
逆に、よく晴れた日は昼と夜の差が大きくなります。とくに冬のよく晴れた夜は、地面の熱がどんどん逃げて、放射冷却という現象で朝がとても冷えこみます。
砂漠が昼はとても暑く、夜はとても寒いのも同じ理由です。雲も水蒸気も少ないため、熱がためられないのです。
実験や観察では、条件をそろえることが大切です。
比べたいこと以外を全部同じにする。これを条件制御といいます。理科の実験すべてに共通する基本です。
温度計の使い方にも注意点があります。
気温の観察では、表に記録してからグラフにするのが基本です。
表：時刻と気温を書く
グラフ：折れ線グラフにする
そして、天気も一緒に記録しておきます。「10時 21℃ 晴れ」というように。
後で見返したとき、気温と天気の関係が分かるからです。算数で学んだ折れ線グラフが、ここで実際に役立ちます。
気温の変化を知っていると、生活にも役立ちます。
天気予報では、その日の最高気温と最低気温が発表されます。最低気温はたいてい明け方、最高気温は午後2時ごろの値です。
朝の気温だけで服装を決めると失敗します。日中はもっと上がるからです。逆に、日中の暖かさで薄着をすると、夕方に冷えこみます。
また、1日の気温差にも注目してみましょう。
農業でも気温は重要です。作物によって育つのに適した気温があり、遅霜（おそじも）が出ると作物がだめになることもあります。気温を知ることは、暮らしを守ることにもつながっているのです。
近年は、都市部でヒートアイランド現象も問題になっています。アスファルトやコンクリートが熱をためこみ、建物やエアコンが熱を出すため、都会は郊外より気温が高くなるのです。
同じ市内でも、公園の中と大通りでは気温がちがいます。地面の様子が気温を左右する──「空気は地面を通してあたたまる」という原理が、ここでも効いているのです。
太陽の高さと気温を同じだと考える。
空気は地面を通してあたたまるため、時間がおくれます。ピークは午後2時ごろです。
日光が当たる場所で温度計を使う。
それでは温度計自体が熱くなり、正しい気温になりません。必ず日かげ・風通しのよい場所ではかります。
場所も時刻もちがう記録を比べてしまう。
比べたいこと以外は全部同じにします。これが理科の実験の基本です。
Q1 気温をはかる三つの条件を言いましょう。
A 地面から1.2〜1.5m・風通しがよい・日光が直接当たらないです。
Q2 なぜ気温のピークは正午ではないのですか。
A 空気は地面があたたまってからあたたまるため、時間がおくれるからです。
Q3 雨の日の気温の変化はどうなりますか。
A 変化が小さく平らな線になります。雲が日光と熱の両方をさえぎるためです。
Q4 1日の気温を2時間おきにはかって、グラフにしてみましょう。
A 天気も一緒に記録します。晴れの日と雨の日で比べると、ちがいがはっきりします。
この単元は、理科の観察・記録の基本を学ぶ最初の本格的な機会です。同時に、算数で学んだ折れ線グラフが実際に役立つ場面でもあります。
「気温のピークが正午ではない」という事実は、多くの子にとって意外な発見です。太陽の高さ＝暑さだと思いこんでいるからです。ここで「空気は地面を通してあたたまる」というしくみを理解できると、季節の暑さのずれも説明できるようになります。
家庭でも、天気予報の最高・最低気温に注目してみてください。「今日は差が大きいね。晴れるのかな?」といった会話が、そのまま学習になります。
温度計があれば、日なたと日かげ、家の中と外を測り比べてみるのもおすすめです。数字の差を体感できます。