Почему самая высокая температура наблюдается в 14:00, а самая низкая — в предрассветный час?

Коротко: из-за тепловой инерции поверхности и суточного баланса энергии. Земля и приземный слой воздуха прогреваются не мгновенно, а с задержкой, поэтому максимум температуры наступает позже, чем максимум солнечной высоты; а минимум — к концу самой долгой «серии» охлаждения, как раз перед восходом.

Чуть подробнее по часам:

• Утро. Солнце взошло, но значительная часть приходящей энергии уходит на прогрев почвы, построек, растительности и нижнего слоя воздуха. Пока приток энергии всё ещё больше потерь (излучение в инфракрасном диапазоне, испарение, турбулентный перенос), температура продолжает медленно расти.

• Солнечный полдень (момент, когда Солнце выше всего) — это не максимум температуры. Хотя поток солнечной радиации в этот момент максимален, суммарный (чистый) приток тепла остаётся положительным ещё какое-то время после полудня: поверхность по инерции продолжает нагревать воздух. Поэтому реальный максимум обычно наблюдается через 1–3 часа после солнечного полудня — часто около 14:00 по местному времени (а при летнем времени и смещении по часовому поясу это легко «попадает в часы»).

• День–вечер. По мере снижения Солнца чистый приток тепла уменьшается и в какой-то момент становится нулевым: поступления и потери уравновешиваются — это и есть пик дневной температуры. После этого потери начинают превышать приток, и воздух начинает остывать.

• Ночь. Сразу после захода Солнца поверхность начинает активно излучать тепло в атмосферу и космос. Без солнечного подогрева охлаждение идёт всю ночь. К утру воздух обычно наиболее стабилен и слабо перемешивается, что усиливает охлаждение у земли. Минимум температуры приходится на предрассветный час (часто буквально за полчаса–час до восхода), потому что именно к этому моменту накопилось максимальное суммарное ночное охлаждение, а утреннее Солнце ещё слишком низко, чтобы компенсировать потери.

Нюансы, которые могут смещать пики:

• Облака, ветер, влажность. Облачная ночь «накрывает» как одеяло и не даёт сильно остывать — минимум выше и может сдвинуться. Сильный ветер ночью мешает образованию приземной инверсии — тоже теплее. Днём ветер с воды или грозовые облака могут сместить максимум раньше или позже.

• Почва и покрытие. Вода и влажная почва имеют большую теплоёмкость — там пики сглажены и позже. В городе тепло накапливается дольше — максимум бывает позднее, а минимум — не таким низким.

• Адветкция (перенос масс). Проход фронта, вынос морского бриза или сухого континентального воздуха легко ломают «классический» график.

Итого: «в 14:00» и «перед рассветом» — это не жёсткое правило, а типичный результат запаздывания нагрева/охлаждения из-за теплоёмкости поверхности и того, как в течение суток меняется соотношение между приходом и потерями энергии.