L’unica fonte significativa di calore per la terra è il sole.
Questo vuol dire che tanto più prolungata nel tempo è l’assenza del sole tanto più la terra si raffredda: di notte la temperatura continua a calare, perché si disperde il calore accumulato. Si conclude quindi che il momento più freddo della giornata non dipende dalle condizioni metereologiche ed è sempre in prossimità dell’alba (più precisamente poco dopo, fonte: https://www.ilmeteo.net/notizie/divulgazione/qual-e-l-ora-piu-fredda-del-giorno-.html).

Per quanto riguarda il momento più caldo la situazione non è simmetrica per vari motivi. In primis – a parità di condizioni metereologiche – il sole non fornisce sempre la stessa quantità di calore (se così fosse il momento più caldo della giornata sarebbe in prossimità del tramonto); tutti sappiamo che l’ora più calda è intorno alle 14. Tuttavia, nemmeno questa conclusione è esatta: pioggia e nuvole possono alterare notevolmente gli effetti dei raggi del sole. Se, ad esempio, dalle 12 alle 16 il cielo è nuvoloso e poi diventa sereno, è probabile che la temperatura massima si registri – ad esempio – alle 17.

L’ora più calda della giornata non è quindi costante: <<se cerchiamo grafiche della temperatura d'estate in Italia, possiamo vedere come a volte la temperatura massima si raggiunge... passate le 6 del pomeriggio!>> [fonte]