地理位置与气候类型
- 处于亚热带季风气候区
- 南京位于亚热带季风气候区，这种气候类型的特点是夏季高温多雨，冬季温和少雨，冬季，来自西伯利亚的冷空气频繁南下，南京受其影响，气温明显下降，昼夜温差可能会加大，冬季晴天时，白天太阳辐射较强，地面吸收热量后升温，气温能达到一定高度；而夜晚由于大气逆辐射较弱，热量散失快，气温迅速降低,导致昼夜温差较大。
- 夏季，南京多受来自海洋的暖湿气流影响，气温较高且空气湿度大，但当有冷空气南下与暖湿气流交汇时，就容易形成较大的天气变化，进而造成昼夜温差的波动，比如冷暖空气交汇时，可能会出现白天温度较高,夜晚冷空气到来后气温下降明显的情况。
- 海陆位置及地形影响
- 南京地处长江中下游平原，离海洋有一定距离，但又不是完全内陆，海洋对气候有一定的调节作用，然而相比沿海地区，南京受海洋调节的程度相对较弱，在冬季，海洋的暖湿气流难以深入影响南京，使得南京在冷空气控制下气温较低；夏季，海洋的调节作用也不能很好地平衡太阳辐射带来的高温,导致昼夜温差相对较大。
- 南京周边地形较为平坦，缺乏高大山脉的阻挡，冷空气南下时可以长驱直入，使得气温迅速下降，而暖空气北上时也较为顺畅，冷暖空气的频繁交替容易造成气温的大幅变化,从而加大了昼夜温差。
天气系统变化
- 冷锋过境
冷锋是影响南京天气变化的重要天气系统之一，当冷锋过境时，冷空气迅速取代暖空气，气温急剧下降，冷锋前锋到达南京前，可能天气较为温暖，气温较高；冷锋过境时，风速加大，云层增厚，气温快速降低，昼夜温差明显增大，冷锋过境后，受冷空气控制，南京天气转晴，夜晚大气逆辐射减弱，地面热量散失快，使得夜间气温较低，而白天在阳光照射下气温有所回升,但整体温差依然较大。
- 高压系统控制
当受高压系统控制时，南京盛行下沉气流，下沉气流空气绝热增温，使得白天气温较高，高压系统控制下天气晴朗，大气逆辐射弱，夜晚地面热量散失快，气温下降迅速，导致昼夜温差较大，在秋季，常出现高压系统控制的天气，此时南京白天秋高气爽，气温相对较高，而夜晚气温较低,早晚温差明显。
- 不同气团交替
南京常受到不同气团的交替影响，冷气团和暖气团的性质差异很大，冷气团控制时气温低，暖气团控制时气温高，当冷气团和暖气团频繁交替时，就会导致气温在短时间内发生较大变化，比如春季，冷空气活动仍然较为频繁，不时有冷空气南下与逐渐增强的暖气团交汇，使得南京的气温波动较大,昼夜温差也相应增大。
城市下垫面特性
- 城市热岛效应的日变化
南京作为一个大城市，存在明显的城市热岛效应，城市下垫面多为水泥、沥青等建筑材料，它们的比热容比自然下垫面（如土壤、植被）小，在白天太阳辐射下升温快，使得城市中心区域气温较高，到了夜晚，城市下垫面又迅速散热，导致气温下降，而郊区相对升温慢、降温也慢，这种城市热岛效应的日变化特点，使得城市与郊区之间的温差在白天和夜晚有所不同，进一步影响了南京整体的昼夜温差，白天城市热岛效应使得城市气温比郊区高，温差可能较小；夜晚城市降温快，郊区降温慢，城市与郊区温差加大,从而使得南京全市的昼夜温差呈现出一定的变化规律。
- 植被覆盖差异
城市中植被覆盖相对较少，与自然生态系统相比，植被对气温的调节作用减弱，在白天，植被可以通过蒸腾作用吸收热量，降低气温上升幅度；夜晚植被又能起到一定的保温作用，减缓气温下降速度，南京城市内植被覆盖率有限，在一定程度上加剧了气温的变化幅度，使得昼夜温差相对较大，而郊区植被相对较多，对气温的调节作用较好，与城市形成对比，也影响了南京整体的温差情况。
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