Надморската височина и географската ширина са два основни фактора, за които е известно, че оказват влияние върху температурните вариации на земната повърхност, тъй като различните надморска височина и географска ширина създават неравномерно нагряване на земната атмосфера.
Географска ширина се отнася до разстоянието на място на повърхността на Земята от екватора по отношение на Северния и Южния полюс (напр. Флорида има нисък географска ширина от Мейн); надморска височина се определя като колко високо място е над морското равнище (помислете: град в планината има висок надморска височина).
Промяна в надморската височина
За всеки 100-метров изкачване надморска височина, температурата намалява с около 1 градус по Целзий. Региони с висока надморска височина, като планински места, опит ниско температури.
Земната повърхност абсорбира топлинната енергия от слънцето. Когато повърхността се затопли, топлината се дифузира и затопля атмосферата и от своя страна прехвърля част от топлината в горната част слоеве от атмосферата.
Следователно слоевете на атмосферата, най-близки до повърхността на Земята (области с ниска надморска височина), обикновено са по-топли в сравнение със слоевете на атмосферата в райони с по-голяма надморска височина.
Температурна инверсия
Въпреки че по-високите височини обикновено изпитват по-ниски температури, това не винаги е така. В някои слоеве на атмосферата (като тропосферата) температурата намалява с увеличаване на надморската височина (забележка: това се нарича "скорост на пропадане").
Скоростта на промяната се появява през студените, зимни нощи, когато небето е чисто и въздухът е сух. В нощи като тези топлината от земната повърхност се излъчва и охлажда по-бързо от атмосферния въздух. Топлият повърхностен нагряване след това също така затопля ниско разположения (ниска надморска височина) атмосферен въздух, който след това се издига бързо в горните слоеве на атмосферата (помислете: защото топлият въздух се издига и хладният въздух потъва).
Следователно места, разположени на голяма надморска височина, като планински райони, изпитвайте високи температури. Обикновено средната скорост на пропадане в тропосферата е 2 градуса по Целзий на 1000 фута.
Ъгъл на случайност
Ъгъл на падане се отнася до ъгъла, под който слънчевите лъчи удрят повърхността на Земята.
Ъгълът на падане върху повърхността на Земята зависи от географската ширина на региона (разстояние от екватора). В по-ниските ширини, когато слънцето е разположено директно над повърхността на Земята на 90 градуса (както изглежда по пладне), лъчението от слънцето удря земната повърхност под прав ъгъл. В отговор на директното радиация от слънцето тези региони изпитват високи температури.
Когато обаче слънцето е, да речем, на 45 градуса (половината от прав ъгъл или като средата на сутринта) над хоризонта, слънчевите лъчи удрят повърхността на Земята и се разпростират върху по-голяма повърхност с по-малък интензитет, което прави тези региони по-ниски температури. Такива региони са разположени по-далеч от екватора (или на по-високи географски ширини).
Следователно, колкото по-далеч отивате от екватора, толкова по-хладно става. Регионите по-близо до екватора на Земята изпитват по-високи температури от регионите в близост до Северния и Южния полюс.
Дневна вариация
Дневната вариация е промяната в температурата от деня към нощта и често зависи от географската ширина и въртенето на Земята по оста си. Обикновено Земята получава топлина през деня чрез слънчева радиация и губи топлина чрез земна радиация през нощта.
През деня слънчевата радиация загрява повърхността на Земята, но интензивността зависи от продължителността на деня. Някои дни са по-кратки от други (помислете: сезони). Регионите с по-дълги дни (обикновено региони в близост до екватора) ще изпитват по-интензивна топлина.
През зимата на Северния и Южния полюс слънцето е под хоризонта за 24 часа. Тези региони не изпитват слънчева радиация и остават постоянно студени. През лятото на полюсите има постоянна слънчева радиация, но тя все още е обикновено студена (по-топла от зимата на полюсите, но по-студена от лятото близо до екватора).
И така, интензивността на слънчевата радиация на повърхността на Земята зависи от географската ширина, височината на слънцето и времето на годината (известна още като комбинация от надморска височина и климат). Интензивността на слънчевата радиация може да варира от липса на лъчение през полярната зима до максимална радиация от около 400 вата на квадратен метър през лятото.