Температура воды в открытых водоемах летом всегда ниже температуры окружающего воздуха. Почему?

Из-за свойств воды и особенностей теплообмена. Коротко — вода долго прогревается и легко охлаждается испарением, поэтому днём она почти всегда холоднее тёплого летнего воздуха.

Чуть подробнее по пунктам:

1. Большая теплоёмкость. На каждый градус нагрева 1 кг воды нужно в 4–5 раз больше энергии, чем для 1 кг воздуха. Воздух на солнце «взлетает» за часы, а водоём — это огромная масса, которая за тот же день успевает прогреть лишь тонкий верхний слой.

2. Испарительное охлаждение. С поверхности постоянно испаряется вода и уносит гигантское количество скрытой теплоты. Ветер и низкая влажность усиливают испарение — значит, и охлаждение поверхности. Поэтому даже при палящем солнце верхние сантиметры не перегреваются.

3. Перемешивание. Волнения и конвекция смешивают тёплую плёнку сверху с более холодной толщей. Получившееся тепло «размазывается» по глубине, и средняя температура воды остаётся ниже, чем температура прогретого приземного воздуха.

4. Прозрачность и глубина прогрева. Солнечные лучи проходят в толщу воды; энергия распределяется по нескольким десяткам сантиметров (а в чистой воде — глубже), а не сосредоточена только на самой поверхности, как у тёмного грунта. Это тоже мешает поверхности становиться очень тёплой.

5. Холодные притоки и дно. Реки, ключи и подземные источники приносят воду температурой порядка 4–12 °C даже летом; придонные слои долго остаются прохладными и «тянут» среднюю температуру вниз.

6. Разные «правила» измерения. Температуру воздуха обычно приводят «в тени» на высоте ~2 м, а воду меряют в толще (хотя бы на 10–20 см). На солнце воздух у поверхности может быть значительно горячее, чем та вода, в которую опускают термометр.

Итог: из-за высокой теплоёмкости, испарения, перемешивания и притоков водоёмы прогреваются медленнее и эффективнее охлаждаются, поэтому летом их температура, как правило, ниже температуры окружающего воздуха.