Uloga zemljišta u životnom procesu biljaka je dosta složena. Kao izvor hranjivih materija i vode, zemljište predstavlja neophodan uslov za život biljaka, a svojim fizičkim , hemijskim i biološkim osobinama neposredno utiče na produktivnost biljne proizvodnje.
Prilikom klimatološke analize temperature zemljišta, neophodno je povesti računa o tome da su fizičke osobine i toplotno stanje zemljišta drugačiji od fizičkih svojstava zraka. U pravilu, toplota zemljišta varira zavisno od promjene intenziteta sunčevog zračenja. Temperaturna kolebanja koja postoje na površini zemljišta, bilo da se radi o dnevnom, godišnjem ili nekom drugom atipičnom kolebanju, naglo opadaju ka dubljim slojevima. Kao posljedicu ovoga imamo činjenicu da je promjenljivost srednjih temperatura zemljišta (mjesečnih i godišnjih) na dubini od 20 do 40 cm manja u odnosu na promjenljivost temperature zraka. Dnevna kolebanja temperature primjetna su do dubine od oko 60 cm. Najveća amplituda dnevnih kolebanja javlja se na površini i do dubine od nekoliko cm, a može iznositi od 20 do 40 °C, na dubini od 30 cm iznosi oko 3 °C, dok na dubini od 60 cm iznosi oko 1 cm. Ovo je i razlog zašto se npr. temperatura zemljišta na dubini od 100 cm mjeri svega jednom na dan, tačnije u 14 sati. Generalno, temperatura zemljišta je dosta stabilna, stoga se i pri obradi temperaturnih podataka zemljišta može u određenim okolnostima iskoristiti i kraći niz od onog koji je uobičajen za klimatologiju, odnosno ponekad je dovoljan i niz od 10 godina da bi se dobili određeni rezultati.
Sunčevo zračenje je primarni izvor toplote zemljišta, a njegov intenzitet ovisi prije svega o geografskoj širini. Postoje i određeni lokalni faktori koji imaju značajan uticaj, modifikuju sunčevu energiju povećavajući ili smanjujući intenzitet zračenja. Najznačajniji su reljef, vegetacija i stanje površine zemljišta. Reljef utiče preko ekspozicije i nagiba, čiji uticaj više dolazi do izražaja prilikom sunčanog vremena, a umanjuje se sa povećanom naoblakom. što se tiče ekspozicije, najtoplije su južne, a najhladnije sjeverne padine. Vegetacija također ima značaja za toplotni režim zemljišta, npr. u ljetnim mjesecima šuma umanjuje zagrijavanje, dok je u zimskim mjesecima obrnuto, odnosno zemljišta pod šumama su toplija. Toplotni kapacitet zemljišta zavisi još i od boje zemljišta. Tamna zemljišta apsorbuju više Sunčeve energije i zagrjavaju se brže i jače od svjetlijih zemljišta čiji je albedo veći.
Temperature zemljišta u Federaciji Bosne i Hercegovine mjere se na glavnim meteorološkim stanicama, a dubine na kojima se to obavlja su 2, 5, 10, 20, 30, 50 i 100 cm. Srednje dnevne temperature računaju se za svaku od dubina posebno i to na način da se terminske vrijednosti u 07, 14 i 21 sata saberu i potom podijele sa 3, odnosno po formuli t= (t7 + t14 + t21)/3.
Srednje mjesečne temperature zemljišta izračunavaju se iz srednjih dnevnih vrijednosti, na način da se sve saberu i podijele sa brojem dana u mjesecu. Također se određuju za pojedine slojeve, odnosno dubine zemljišta.
Srednje godišnje temperature zemljišta izračunavaju se iz srednjih mjesečnih, na način da se sve srednje mjesečne vrijednosti saberu i zbir se potom podijeli sa 12.
Od svih komponenti toplotnog bilansa zemljine površine, ovdje ćemo se ukratko osvrnuti samo na promet toplote u zemljištu, tačnije na proces zagrijavanja i hlađenja zemjišta, te zakonitosti koje su s ovim povezane. U atlasu su u razmatranje uzeti i kartografski prikazani srednji datumi početka i završetka perioda sa temperaturom tla iznad različitih pragova, odnosno težište rada je bilo na obradi i analizi godišnjeg hoda temperature zemljišta za stanice u Federaciji Bosne i Hercegovine.
Dnevni i godišnji hod temperature zemljišta uslovljen je uglavnom hodom Sunčevog zračenja i Zemljinog izračivanja. Sunčeva energija, koja se apsorpcijom od strane zemljine površine pretvara u toplotu, zagrijava površinski sloj zemljišta. Dublji slojevi zemljišta zagrijavaju se uglavnom putem molekularne provodljivosti, a u manjoj mjeri i usljed radijacione i konvektivne razmjene toplote. Hlađenje zemljišta vrši se na isti način samo u obrnutom smjeru. Zbog toga je temperatura površinskih slojeva zemljišta izložena većim i naglijim promjenama nego dublji slojevi, gdje temperatura sporije raste, ali i sporije opada. Pri tome, ukoliko je veći vertikalni gradijent, tj. veća razlika u temperaturi između dva susjedna sloja, utoliko je i provođenje toplote u dublje slojeve zemljišta intenzivnije.
Krivulja promjena temperature zemljišta u toku dana ima sličan hod kao i krivulja promjena temperature zraka. Razlika je u tome što se promjene u zemljištu javljaju sa zakašnjenjem u odnosu na promjene u zraku, a dužina kašnjenja ovisi o toplotnoj provodljivosti zemljišta. Povećanje temperature zraka osjetiće se u zemljištu, na dubini od 10 cm, sa oko 3 sata kašnjenja, dok je u slučaju hlađenja zraka, period kašnjenja dvostruko duži, jer se radi o zracima veće talasne dužine.
Stoga su i podaci o temperaturnim pragovima i prostornim razlikama prezentirani na način da se dobiveni rezultati ogledaju kroz raspon broja dana za nastupanje pojedinih temperaturnih pragova u različitim dijelovima Bosne i Hercegovine, pri čemu se u izboru vodilo računa o tome da budu zastupljene stanice sa najkvalitetnijim podacima kao i stanice svih profila, odnosno ravničarske, planinske i iz južnih dijelova zemlje gdje do izražaja dolazi uticaj Mediterana.
U umjerenim širinama godišnji hod temperature zemljišta odlikuje se jednim maksimumom, u julu ili augustu i jednim minimumom, u januaru ili februaru. Vrijeme nastupanja maksimuma i minimuma kasni u godišnjem hodu prosječno 20 - 30 dana na 1 m dubine.
Razlikuju se ljetni i zimski raspored temperature zemljišta. Poslije proljetne ravnodnevice i u toku ljeta, zemljište ne odaje svu primljenu toplotu, već jedan dio akumulira. Pri tome je najtopliji površinski sloj zemljišta, a sa dubinom temperatura opada (ljetni raspored). U toku hladne polovine godine zemljište odaje primljenu toplotu, tako da je sada površinski sloj zemljišta najhladniji, a sa dubinom temperatura raste (zimski raspored). U jesen temperature zemljišta su na svim dubinama više nego u proljeće.
U prelaznim periodima (jesen i proljeće) dolazi često do izotermije tj. temperature su približno jednake na svim osmatranim dubinama. Ovakav raspored se može nešto i poremetiti, pa se u jesen na nekoj dubini može nalaziti najtopliji sloj, od koga temperatura opada i ka površini i ka dubljim slojevima, dok se u proljeće na nekoj dubini može pojaviti najhladniji sloj, od koga se temperatura povećava naviše i naniže.
Godišnja kolebanja su takođe najveća na površini zemljišta. Sa dubinom opadaju.
Općenito, temperatura zemljišta je jedan od najvažnijih faktora klime zemljišta, od posebnog značaja za životnu aktivnost biljaka. Porast i razviće biljaka mogući su samo u određenim temperaturnim rasponima, različitim za svaku biljnu vrstu i fazu razvoja. Pri tome je posebno značajan temperaturni režim oraničnog sloja zemljišta, odnosno srednji datumi početka i završetka perioda sa temperaturom zemljišta iznad određenih pragova za dubine od 5 i 20 cm.
Proračunati i kartografski prikazani temperaturni pragovi za pojedine dubine zemljišta korisna su informacija ponajviše za rokove sjetve, a značajni su i sa stanovišta rasta i razvića biljaka, obzirom da se za odvijanje pojedinih procesa u biljkama treba dostići određeni temperaturni prag.
U atlasu su kartografski prikazane srednje godišnje vrijednosti na 5 i 20 cm dubine, za određene stanice u Federaciji Bosne i Hercegovine.
Analizom godišnjeg hoda temperatura zemljišta na navedenim dubinama može se uočiti nekoliko pravila.
Analizom temperaturnih pragova od 5, 10 i 15 °C, prema podacima sa glavnih meteoroloških stanica, također je vidljivo da su datumi nastupa pojedinih pragova daleko raniji na jugu. U planinsko- kotlinskom dijelu datumi nastupa pojedinih pragova su najkasniji i postepeno rastu prema sjeveru zemlje.
Apsolutni maksimum temperature zemljišta na 5 cm dubine, na teritoriji Federacije Bosne i Hercegovine, registrovan je u Mostaru, 27. jula1988. i iznosio je 46,8 °C. U površinskom sloju zemljišta na 2 cm dubine maksimalna temperatura izmjerena je 8. avgusta 1988. godine kada je izmjereno 58,3°C. Apsolutni minimum za ovu dubinu je -10,1 °C i registrovan je u Livnu, tokom mjeseca januara.
Apsolutni maksimum temperature zemljišta za dubinu od 20 cm, na teritoriji Federacije Bosne i Hercegovine, registrovan je u Tuzli, 23. avgusta 1983. i iznosio je 32,8 °C. U Mostaru je maksimum 31,8°C registrovan u istom mjesecu. Apsolutni minimum za ovu dubinu je -8,2 °C i registrovan je na Butmiru pored Sarajeva, tokom mjeseca februara.
U pravilu, ekstremne vrijednosti su izraženije na manjim dubinama, odnosno dostižu veće amplitude jer je površinski sloj zemljišta jače izložen uticaju spoljne sredine.