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導致沙漠晝夜溫差大的原因有兩個。
第一，沙子的比熱容比空氣小，太陽向地球輻射熱量時，相同質量的沙子和空氣，沙子升高的溫度比空氣高，根據物理學的熱傳遞原理，熱量由高溫物體傳遞給低溫物體，因此沙子也會向周圍的空氣散發熱量，造成空氣的溫度也跟著升高，造成了沙漠炎熱的氣候。
到了夜晚，地球地面向空氣中散發熱量，空氣發生對流，空氣的溫度降低，沙子又向空氣傳遞熱量，造成沙子的溫度跟著降低。
第二，沙漠地區缺少雲層，雲層既可以遮擋和反射太陽光，減弱太陽光對地球的熱輻射，又可以起到保溫層的作用，當地面向外散發熱量，雲層可以起到逆輻射的作用，防止熱量散失過快。
沙子的特性和獨特的氣象造成了沙漠地區白天熱，早晚冷的氣候現象
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沙漠之所以晝夜溫差大有很多方面的因素。
首先是沙子的比熱容小，比熱容就是吸收熱量所上升的溫度的衡量標準，做個比喻就是吸收同樣的能量，溫度上升多，那它的比熱容高、熱的快。沙漠的比熱容相比於其他地方低得多，太陽一曬就能達到很高的溫度。在夜晚，沙子又很快的把熱量釋放出去，也就整夜沙漠的溫度會非常低，有點類似於火星的表面。
其次是因為沙漠天干燥無雲，白天沙漠天空無遮無攔，太陽直射，自然曬得熱。在此補充一個知識點，雲層是具有保溫的功能的，地表的能量晚上釋放出去，如果有云層，就會反射回來，減少溫度的散失，此時的雲層就相當於一層棉被，夏天天晴後下雨的空氣很悶熱就是這個原因。但因為沙漠常年無雲，熱量沒辦法保持在大地上，就也造成了沙漠晚上會很冷。
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沙漠白天熱早晚涼是因為沙子比熱比空氣比熱小，當白天地球表面吸收太陽的輻射熱時，等質量的沙子比地面附近空氣溫度高，熱傳遞由沙子傳向空氣。沙子吸熱升溫迅速，從而使地面附近的空氣也升溫迅速，到了夜晚，地球表面向空氣進行熱輻射，空氣對流，沙子和地面附近的冷空氣進行熱交換，又由沙子向空氣成降溫傳遞。
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地球表面溫度，光輻射
地球表面溫度高低，一個是獲得熱量，主要就是太陽光照。另一個就是散熱，這是24小時都在做的事情。
就大地來說，它不透明，因此，陽光照到大地就損失了，幾乎所有的陽光都轉變成了熱量。海水就不同了，陽光一部分反射出去，一部分透射進來。所以白天，大地的溫度比海面高。
然後看夜晚，陸地海水都在往外釋放熱量，主要是依靠紅外線輻射。這裡因大地的顏色深，輻射紅外線就快。
熱容量，陸地和海洋
水的熱容量是比較大的，岩石的熱容量要小，兩者相差4倍左右。什麼意思呢，就是水的散熱要比沙土慢得多。這造成了陸地的日夜溫差比海面大得多。
在海陸相接的地方，白天陸地會往大海放熱，晚上大海給陸地放熱。所以沿海地區日夜溫差就小。而沙漠基本上都在內陸地區。
大氣和流動
空氣中有很多成分，其中除了著名的二氧化碳，水蒸氣也是溫室氣體，也就是保溫效果好，沙漠地區沒有水，空氣中的水蒸氣含量也低。
一般的大氣流動，就能抹平各地溫差。月球上沒有大氣，白天100多度，晚上零下100多度。但是沙漠地區，空氣流動要少。它主要是地表的湍流。沙漠地區有西北風5~6級嗎？
降水和蒸發
實際上沙漠形成都有氣候原因，沙漠地區降水很少。
白天我們一般地區，地面土壤中的水蒸發能帶走熱量，晚上，土壤中的含水也能起到保溫作用。但是沙漠沒有水。
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如果考慮植被，首先是植被阻擋了陽光直射，同時綠色植物的蒸騰作用要強於一般土壤蒸發，而晚上樹葉本身也能阻擋紅外線敷設，相當於地表有了一層內衣。所以凡是植被茂密的地方，日夜溫差就小。
綜上所述
沙漠溫差大主要是因為：
1，沙土熱容量小。
2，沒有水。
3，沒有遮擋。
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所謂的“日均溫”是指一天內的平均氣溫，有兩種計算方法，一種是四個定時時間的氣溫平均值，分別是2點、8點、14點和20點四個時間；另一種是24小時平均法，也就是把24個小時的平均氣溫相加再做平均值得到。一天內的最高氣溫和最低氣溫之差稱為“氣溫日較差”，我們發現不同地區的氣溫日較差差別十分巨大，比如在熱帶沙漠氣候分佈的熱帶沙漠地區，我們會以為既然是熱帶地區也就是終年高溫的地區，不管早晚氣溫都會很高。
熱帶沙漠分佈圖
但是，實際上並不是如此，我們以世界上最大的熱帶沙漠“撒哈拉沙漠”為例，這裡是世界上氣溫日較差非常大的地區之一，平均日較差達17.5℃。曾經在北非的黎波里以南的一個氣象站，在1978年12月25日，測得白天最高氣溫達37.2℃，而到了夜晚最低溫度下降到-0.6℃，氣溫日較差達到了驚人的37.8℃，真是讓人一天過完“春夏秋冬”四季呀！那麼，為什麼熱帶沙漠地區白天溫度那麼高，而到了夜晚溫度卻會那麼低呢？要回答這個問題我們要從大氣的熱力作用角度來分析。
在這裡影響沙漠地區氣溫的主要因素有兩個，分別是“比熱容”和“天氣”。在“比熱容”方面，由於沙漠地區植被稀疏，比熱容較小，所以白天升溫和晚上降溫速度都很快。在“天氣”方面，沙漠地區以晴天為主，所以白天時天氣晴朗，大氣對於太陽輻射的削弱作用較小，到達地面的太陽輻射就多，所以白天升溫較快；夜晚時天氣晴朗，由於大氣中水汽含量較少，大氣對於地面輻射的吸收較少，大氣逆輻射較弱，大氣的保溫作用較差，所以夜晚降溫較快。
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從沙漠地區的氣候特徵來說，沙漠地區相對乾旱，沒有充足的水汽輸送條件，從而降水很少。雲和雨大多相伴而生，沙漠地區水汽含量較少，即使有上升運動也很難形成雲，更不用說降水了。
簡單來說，白天地表在吸收太陽短波輻射的同時，也會向外發射長波輻射。若當地有云，雲會部分阻擋太陽輻射入射，使當地白天地表溫度上升減緩。
同時，地表發射的長波輻射也會加熱雲層。若地表溫度高於雲的溫度，雲會不斷吸收地表的輻射並增溫。到了夜間，沒有了太陽輻射，地表不斷降溫，雲層起到保溫層的作用。
雲層向外發射長波輻射能加熱地表，這種雲層向地表發射的輻射被稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射可以減緩地表溫度的下降，這樣就使得氣溫日較差減小。
而沙漠地區大多為晴天，很少出現多雲或陰天，沒有云在白天減緩地表升溫，在夜間提供大氣逆輻射來減緩地表降溫，因而沙漠地區白天地表溫度較其它地區更高，夜間地表溫度較其它地區更低。
往復雜的說，就沙漠本身而言，其主要成分是各種砂石，幾乎沒有水分。沙漠日較差大的原因就在於砂石的物理性質。
首先介紹一個物理概念——比熱容。比熱容在物理學上的解釋為單位質量物質的熱容量，即單位質量物體改變單位溫度時吸收的熱量。
砂石的比熱容為0.92×10^3J/(kg·℃)，即1千克砂石升高1℃所需要的熱量為0.92×10(右上3)焦。水的比熱容為4.2×10^3(kg·℃)，即1千克水升高1℃需要4.2×10^3焦。
砂石比熱容遠小於水，吸收同樣的熱量，砂石升溫更多。
白天，太陽輻射使地表升溫，沙漠比熱容小，升溫更快。夜間，地表開始向大氣及太空輻射能量，沙漠降溫速度也快。這就造成沙漠地區日較差相比其他地區更大。
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炎熱的夏天，到海邊去遊玩，陽光照射下，會感覺沙灘很燙，而海水卻很
涼。
學過初中物理就知道，這是因為砂石、泥土的比熱容較小，水的比熱容較大，白天同樣受熱，水升溫較慢，砂石、泥土升溫較快。陸地上方空氣溫度上升較快，因密度減小而上升，海洋上方的空氣就流過來填補，於是，形成海陸風。晚上同樣冷卻，水降溫較慢，砂石、泥土降溫較快，海洋上方的空氣溫度高，密度小而上升，陸地上方的空氣流過來填補，就形成陸海風。
同樣道理，沙漠中的砂石由於比熱容較小，白天受熱升溫塊，晚上冷卻降溫快，所以，在新疆有“早穿皮襖午披紗，圍著火爐吃西瓜”的說法。另外，我國沙漠多分佈在西北地區，而東南多沿海，所以，夏季多東南風，冬季對西北風。
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這是因為沙子的比熱容低，什麼是比熱容？我舉個例子，就好比100焦的熱量，被一千克沙子吸收後溫度上升了10度，而被一千克的水吸收後，水的溫度只上升了1度，通俗的說就是同樣質量的水比沙子更能儲存熱量。所以同樣是被太陽曬，沙子的溫度上升的快，所以沙漠白天就很熱，而大海邊卻沒那麼高溫度。相反到了夜間，沙子雖然溫度高但它吸收的熱量卻少，所以放熱也快，也就是降溫快，因此夜間冷，沙漠溫差就大。而在海邊溫差相對較小，你看海南雖然靠近赤道，但一年四季最熱時也熱不過新疆，而它一年四季溫差卻很小！
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因為沙漠乾旱缺水，而且它的主要組成-沙石的比熱比水的比熱要低得多，這就意味著在同樣的日照下，沙石吸收熱量的速度比富含水的區域要快得多。
與此相反，在夜晚，沒有日照了，熱量迅速釋放，溫度就會迅速下降。
所以，沙漠的晝夜溫差很大。
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沙土比熱容低，當受陽光直射時，溫度很容易變高，同理當太陽落山時由於沙土比熱容低很容易把熱散出去，從而不能保暖，所以夜晚溫度很低。
