La cantidad de calentamiento de la superficie del sol es función de la época del año y la latitud. Es consciente de la dependencia de la época del año con el sol sobre el ecuador en los equinoccios y ~ $ \ pm $ 23 $ ^ \ circ $ N en los solsticios. La posición variable del sol en lo alto significa que la proyección de un ángulo sólido desde el sol sobre la superficie de la tierra también variará. Esto solo significa que cuando el sol está bajo, la energía de un "rayo" de luz solar se extiende sobre un área muy grande y el calentamiento se reducirá. Ésta es la razón por la que un día soleado en invierno no puede proporcionar la misma calefacción que un día soleado en verano.
La pérdida de energía superficial es una función de la temperatura de la superficie, y la pérdida de energía atmosférica es una función de la temperatura atmosférica local. Aquí hay algunas complicaciones, a saber, las nubes y los gases de efecto invernadero que evitan algunas pérdidas por radiación.
En el solsticio de verano, cuando los días son largos y el sol está en su punto más alto, es fácil entender que estamos obteniendo más energía de la que estamos perdiendo, y los días deberían ser cálidos. Lo que no es tan evidente es que después de que los días comienzan a acortarse y el sol se pone en el cielo, los días continúan calentándose. Esto se debe simplemente a que seguimos recibiendo más energía de la que estamos perdiendo. No es hasta que las pérdidas de energía (que ocurren las 24 horas del día, independientemente del día / noche) finalmente superan nuestras ganancias de energía (que solo ocurren cuando sale el sol) que los días comienzan a refrescarse.
De www.atmos.washington.edu
Esta imagen es del hemisferio norte, pero no está claro para qué latitud es. El solsticio de verano es el máximo de insolación solar y el solsticio de invierno el mínimo. Las pérdidas radiativas aumentan con la temperatura, y es el punto en el que la temperatura ha aumentado lo suficiente como para que la pérdida sea igual a la entrada solar (decreciente). Aquí es donde se producirá la temperatura máxima. El retraso entre el solsticio y la temperatura máxima variará con la latitud.
Como se menciona en un comentario en la otra respuesta, las grandes masas de agua exageran este retraso estacional en la temperatura. Esto se debe a las mismas razones que para la tierra, con el efecto añadido de la gran capacidad calorífica del agua (aproximadamente 3 veces la de la tierra).
Se observa el mismo efecto en las temperaturas máximas y mínimas diurnas donde (salvo cualquier cosa que no sea la influencia solar) el máximo diario suele ser al final de la tarde y el mínimo diario suele ser justo antes del amanecer. Este es el mismo razonamiento que el anterior, solo en una escala diaria en lugar de estacional. El sol está en lo alto al mediodía solar (esto varía con el mediodía local según la longitud, la zona horaria (horario de verano)) pero continúa proporcionando calefacción solar después del mediodía solar. No es hasta que las pérdidas radiativas superan las ganancias radiativas (por la tarde hasta el final de la tarde) que la temperatura bajará. Así mismo cuando se pone el sol las temperaturas se enfrían hasta que la suma vuelve a subir.
De www.vsc.edu