Wat meet je bij een temperatuurmeting?

Op meteorologische stations wordt de temperatuur van de lucht volgens internationale afspraak gemeten in graden Celsius op een hoogte van anderhalve meter boven een open grasvlakte. De thermometer of de sensor, waarmee de temperatuur wordt waargenomen, staat in een wit kastje met wanden die de vorm hebben van een open jaloezie. Daardoor heeft de wind vrij spel, maar zon en neerslag kunnen niet tot de instrumenten doordringen.

De temperatuur die op deze wijze wordt gemeten wordt ook in de weerberichten gegeven. In een stedelijke omgeving kan de temperatuur vooral door de bebouwing en bestrating afwijken. Zo zal het daar in de regel warmer zijn dan op het platteland. Vooral op heldere avonden met weinig wind, wanneer het boven een grasvlakte sterk afkoelt, kunnen de temperatuurverschillen met de binnenstad groot worden. Ook in de buurt van wateroppervlakten, bossen, heide en zandvlakten kan het temperatuurverloop anders zijn dan bij een weiland.

De temperatuur neemt over het algemeen af met de hoogte. Bij droge lucht is de afname ongeveer 1 graad per honderd meter, bij vochtige lucht is dat ongeveer 0,6 graden. Na of aan het eind van een heldere nacht met weinig wind kan de temperatuur tot een bepaalde hoogte ook toenemen met de hoogte. Dit heet een ‘inversie’, de hoogte tot waar de temperatuur afneemt de ‘inversiehoogte’.

Bij een kwikthermometer gaat het om het uitzetten en inkrimpen van het metaal kwik. Je weet dat het bij de meeste stoffen zo is dat ze uitzetten als ze warmer worden en krimpen als ze kouder worden. (Er zijn enkele uitzonderingen, zoals water. Water 'krimpt' tot 4 graden Celsius, maar als het bevriest, zet het juist weer uit. Daardoor kun je dingen kapotvriezen.)
Als je een buisje vult met kwik, zal de kwikspiegel dus stijgen als het kwik uitzet en dalen als het kwik krimpt. Hoe dunner het buisje, hoe sterker de hoogteverschillen, en hoe nauwkeuriger de meting. Je kunt zo'n thermometer bijvoorbeeld ijken door hem bij een druk van 1 atmosfeer in kokend (zuiver!) water te steken en 100 graden Celsius bij de kwikspiegel te noteren, en bij een druk van 1 atmosfeer in bevriezend (zuiver!) water en 0 graden Celsius bij de kwikspiegel te noteren. Daarna kun je de schaalverdeling gewoon invullen.
Elektronische thermometers werken vaak ook met het principe van inkrimping/uitzetting, maar dan niet met kwik, maar bijvoorbeeld met bimetalen. Er zijn ook thermometers die werken op basis van de met de temperatuur variërende elektrische weerstand.

Temperatuur is een emergent verschijnsel. Dat wil zeggen dat die is gestoeld op een onderling fenomeen. Namelijk de snelheid (energie) van moleculen en atomen.
Hoe groter de snelheid, hoe hoger de temperatuur.
We meten de temperatuur door bijvoorbeeld te kijken naar de uitzetting van een stof, zoals kwik of alcohol. Gaan de moleculen daarvan sneller bewegen, dan zet het uit.
Vergelijk het met een markt. Als iedereen rustig loop is er plaats genoeg. Maar als iedereen als een gek heen en weer gaat lopen dan is het marktplein te klein.
Vergelijk dit ook met de kreet op de Dam tijdens koninginnedag. Toen ging iedereen als een gek lopen, en zette de massa uit.