Die Temperaturdifferenz vom Pol zum Äquator hängt von der Sonnenenergie und der in den Erdsystemen gespeicherten Energie ab. Es gab Zeiten, in denen die Erde keine polaren Eiskappen oder Wüsten hatte, und es gab Zeiten, in denen Eis einen Großteil der Erdoberfläche bedeckte.
Schon kleine Veränderungen im Energiehaushalt der Erde wirken sich auf die Temperatur am Äquator, an den Polen und überall dazwischen aus.
Äquator Wetter
Der Äquator erhält das direkteste Sonnenlicht und damit das meiste Solarenergie. Im Allgemeinen hat die Klimazone zwischen 15 Grad nördlicher und 15 Grad südlicher Breite (15 ° N und 15 ° S) durchschnittliche Temperaturen über 18 ° C. Der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht ist im Allgemeinen größer als der Temperaturunterschied zwischen den wärmsten und kältesten Monaten des Äquators. Höhen- und Wettermuster wie Gewitter beeinflussen auch die lokalen Äquatortemperaturen.
Im Sommer beträgt die Temperatur am Nordpol durchschnittlich 32 ° F (0 ° C), während die Temperatur am Südpol durchschnittlich -18 ° F (-28,2 ° C) beträgt. Im Winter beträgt die Temperatur am Nordpol durchschnittlich -40°F (-40°C), aber die Temperatur am Südpol beträgt durchschnittlich -76°F (-60°C). Die Geographie kontrolliert den Temperaturunterschied zwischen Nord- und Südpol.
Der Nordpol liegt im Ozean, während der Südpol auf einer kontinentalen Masse liegt, die von Ozean umgeben ist. Das Meerwasser unterhalb der arktischen Eiskappe ist etwas wärmer als das Eis und erwärmt die Luft darüber. Die Landmasse der Antarktis verringert jedoch den Einfluss des Ozeans. Die durchschnittliche Höhe der Antarktis von etwa 2,3 Kilometern senkt auch die Temperatur am Südpol.
Erdkrümmung und Temperatur
Die Erdkrümmung bewirkt, dass sich die Energie der Sonne mit zunehmendem Breitengrad über größere Gebiete ausbreitet. Je größer die Landfläche ist, über die sich die Energie ausbreitet, desto geringer ist die Energie pro Flächeneinheit.
Letztendlich hängt die Temperatur in einem Gebiet von der Menge der Sonnenenergie ab, die in diesem Gebiet die Oberfläche erreicht. Die Sonnenenergiemenge in einem bestimmten Gebiet ist am Äquator größer als in einem gleichen Gebiet an den Polen, weshalb die Äquatortemperatur wärmer ist als die Polartemperaturen.
Axiale Neigung und Sonnenenergie
Die Erdachse ist gegenüber der Bahnebene der Erde um die Sonne um etwa 23,5° geneigt. Diese Axiale Neigung bedeutet, dass die Pole während des Umlaufs der Erde um die Sonne unterschiedlich viel Sonnenlicht erhalten. Der Äquator erhält jedoch das ganze Jahr über relativ konstantes Sonnenlicht. Die Beständigkeit der Energie bedeutet, dass die Temperatur des Äquators das ganze Jahr über relativ konstant bleibt.
Die Polarregionen hingegen erhalten weniger Sonnenenergie und erhalten diese Energie nur für einen Teil des Jahres. Beim Breitengrade höher als 60°N und 60°S breitet sich die Sonnenenergie aufgrund der Erdkrümmung und axialen Neigung über große Gebiete aus. Weniger Energie pro Flächeneinheit bedeutet niedrigere Gesamttemperaturen.
Die axiale Neigung bedeutet, dass jeder Pol während seines Sommers konstant Sonnenlicht erhält, wenn der Pol auf die Sonne gerichtet ist. Im Winter erhält der Mast jedoch überhaupt kein Sonnenlicht, da der Mast von der Sonne weg geneigt ist.
Atmosphäre, Ozean und Temperatur
Während der Unterschied zwischen der durchschnittlichen Äquatortemperatur und den Temperaturen der Pole extrem erscheinen mag, wäre der Unterschied ohne greater viel größer Erdatmosphäre. Der Äquator würde sehr heiß und die Pole noch kälter. Sonnenenergie treibt die Wettermuster am Äquator an, absorbiert Wärme in Gewittern und überträgt Wärme als Regen von der Atmosphäre an den Ozean.
Konvektionsströmungen in der Atmosphäre verursachen Windmuster, die Wärme vom Äquator in Richtung der Pole bewegen. Meeresströmungen die von der Sonnenenergie erwärmt werden, tragen auch Wärme vom Äquator zu den Polen. Die Verdunstung von Oberflächenwasser, Regen und anderen Niederschlägen, Wind und Meeresströmungen bewegen warme Luft in Richtung der Pole und bringen kalte Luft in Richtung Äquator.