Το υψόμετρο και το γεωγραφικό πλάτος είναι δύο πρωταρχικοί παράγοντες που είναι γνωστό ότι επηρεάζουν τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης, επειδή το διαφορετικό υψόμετρο και το γεωγραφικό πλάτος δημιουργούν άνιση θέρμανση της ατμόσφαιρας της Γης.
Γεωγραφικό πλάτος αναφέρεται στην απόσταση μιας θέσης στην επιφάνεια της Γης από τον ισημερινό σε σχέση με τους βόρειους και νότιους πόλους (π.χ., η Φλόριντα έχει πιο χαμηλα γεωγραφικό πλάτος από το Μέιν) · υψόμετρο ορίζεται ως το ύψος μιας τοποθεσίας πάνω από το επίπεδο της θάλασσας (σκεφτείτε: μια πόλη στα βουνά έχει υψηλό υψόμετρο).
Παραλλαγή στο υψόμετρο
Για κάθε αύξηση 100 μέτρων υψόμετρο, η θερμοκρασία μειώνεται κατά περίπου 1 βαθμό Κελσίου. Περιοχές μεγάλου υψομέτρου, όπως ορεινά μέρη, εμπειρία χαμηλός θερμοκρασίες.
Η επιφάνεια της Γης απορροφά θερμική ενέργεια από τον ήλιο. Όταν η επιφάνεια θερμαίνεται, η θερμότητα διαχέεται και θερμαίνει την ατμόσφαιρα και με τη σειρά της μεταφέρει μέρος της θερμότητας στο άνω μέρος στρώματα της ατμόσφαιρας.
Επομένως, τα στρώματα της ατμόσφαιρας που βρίσκονται πλησιέστερα στην επιφάνεια της Γης (περιοχές χαμηλού υψομέτρου) είναι συνήθως θερμότερα σε σύγκριση με τα στρώματα της ατμόσφαιρας σε περιοχές υψηλότερου υψομέτρου.
Αντιστροφή θερμοκρασίας
Αν και τα υψηλότερα υψόμετρα παρουσιάζουν συνήθως χαμηλότερες θερμοκρασίες, αυτό δεν συμβαίνει πάντα. Σε ορισμένα στρώματα της ατμόσφαιρας (όπως η τροπόσφαιρα), η θερμοκρασία μειώνεται με το αυξανόμενο υψόμετρο (σημείωση: αυτό αναφέρεται ως "ρυθμός λήξης").
Ο ρυθμός λήξης εμφανίζεται κατά τη διάρκεια κρύων, χειμερινών βραδιών όταν ο ουρανός είναι καθαρός και ο αέρας είναι ξηρός. Σε τέτοιες νύχτες, η θερμότητα από την επιφάνεια της Γης ακτινοβολεί και ψύχεται γρηγορότερα από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η θερμότερη επιφανειακή θερμότητα στη συνέχεια θερμαίνει επίσης τον ατμοσφαιρικό αέρα χαμηλού (χαμηλού υψομέτρου) ο οποίος στη συνέχεια ανεβαίνει γρήγορα στην ανώτερη ατμόσφαιρα (σκεφτείτε: επειδή ο θερμός αέρας ανεβαίνει και ο δροσερός αέρας βυθίζεται).
Κατά συνέπεια, μέρη που βρίσκονται σε μεγάλα υψόμετρα, όπως ορεινές περιοχές, ζήστε υψηλές θερμοκρασίες. Συνήθως, ο μέσος ρυθμός λήψης στην τροπόσφαιρα είναι 2 βαθμοί Κελσίου ανά 1.000 πόδια.
Γωνία πρόσπτωσης
Η γωνία πρόσπτωσης αναφέρεται στη γωνία με την οποία οι ακτίνες του ήλιου χτυπούν την επιφάνεια της Γης.
Η γωνία πρόσπτωσης στην επιφάνεια της Γης εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής (απόσταση από τον ισημερινό). Σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη, όταν ο ήλιος βρίσκεται ακριβώς πάνω από την επιφάνεια της Γης σε 90 μοίρες (όπως φαίνεται το μεσημέρι), η ακτινοβολία από τον ήλιο χτυπά την επιφάνεια της Γης σε ορθή γωνία. Σε απάντηση στο άμεσο ακτινοβολία από τον ήλιο, αυτές οι περιοχές αντιμετωπίζουν υψηλές θερμοκρασίες.
Ωστόσο, όταν ο ήλιος είναι, για παράδειγμα, σε 45 μοίρες (μισή ορθή γωνία, ή σαν τα μεσημέρια) πάνω από τον ορίζοντα, οι ακτίνες του ήλιου χτυπήστε την επιφάνεια της Γης και απλώστε σε μια μεγαλύτερη επιφάνεια με λιγότερη ένταση, κάνοντας αυτές τις περιοχές να βιώσουν χαμηλότερη θερμοκρασίες. Τέτοιες περιοχές βρίσκονται πιο μακριά από τον ισημερινό (ή σε υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη).
Επομένως, όσο πιο μακριά πηγαίνετε από τον ισημερινό, τόσο πιο δροσερό γίνεται. Οι περιοχές που βρίσκονται πιο κοντά στον Ισημερινό αντιμετωπίζουν υψηλότερες θερμοκρασίες από τις περιοχές κοντά στον Βόρειο και Νότιο πόλο.
Ημερήσια μεταβολή
Η ημερήσια διακύμανση είναι η αλλαγή της θερμοκρασίας από μέρα σε νύχτα και συχνά εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και την περιστροφή της Γης στον άξονά της. Κανονικά, η Γη δέχεται θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας μέσω της ηλιακής ακτινοβολίας και χάνει τη θερμότητα μέσω της επίγειας ακτινοβολίας τη νύχτα.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας η ακτινοβολία του ήλιου θερμαίνει την επιφάνεια της Γης, αλλά η ένταση εξαρτάται από τη διάρκεια της ημέρας. Μερικές ημέρες είναι μικρότερες από άλλες (σκεφτείτε: εποχές). Περιοχές με μεγαλύτερες μέρες (συνήθως περιοχές κοντά στον ισημερινό) θα έχουν πιο έντονη ζέστη.
Κατά τη διάρκεια του χειμώνα στους βόρειους και νότιους πόλους, ο ήλιος βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα για 24 ώρες. Αυτές οι περιοχές δεν παρουσιάζουν ηλιακή ακτινοβολία και παραμένουν συνεχώς κρύες. Το καλοκαίρι στους πόλους, υπάρχει σταθερή ηλιακή ακτινοβολία, αλλά είναι συνήθως κρύα (θερμότερη από το χειμώνα στους πόλους, αλλά πιο κρύα από το καλοκαίρι κοντά στον ισημερινό).
Έτσι, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια της Γης εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος, το υψόμετρο του ήλιου και την εποχή του έτους (γνωστός και ως συνδυασμός υψομέτρου και κλίματος). Η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας μπορεί να κυμαίνεται από καμία ακτινοβολία κατά τη διάρκεια του πολικού χειμώνα έως τη μέγιστη ακτινοβολία περίπου 400 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.