Lämpötilaero napasta päiväntasaajaan riippuu Auringon energiasta ja maapallon järjestelmissä pidetystä energiasta. On ollut aikoja, jolloin maapallolla ei ollut polaarisia jääpeitteitä tai aavikoita, ja on ollut aikoja, jolloin jää hautasi suuren osan maapallosta.
Jopa pienet muutokset maapallon energiatasapainossa vaikuttavat päiväntasaajan, pylväiden ja jokaisen välisen paikan lämpötilaan.
Päiväntasaajan sää
Päiväntasaaja saa suorimman auringonvalon ja siten eniten aurinkoenergia. Yleensä ilmastovyöhykkeellä 15 pohjoista astetta ja 15 eteläistä leveyttä (15 ° N ja 15 ° S) leveysasteiden keskilämpötilat ovat yli 18 ° C. Päivä-yö lämpötilaero on yleensä suurempi kuin päiväntasaajan lämpimimpien ja kylminä kuukausien lämpötilaero. Korkeus ja säämallit, kuten ukkosmyrskyt, vaikuttavat myös paikallisiin päiväntasaajan lämpötiloihin.
Kesällä lämpötila pohjoisnavalla on keskimäärin 32 ° F (0 ° C), kun taas etelänavan lämpötila on keskimäärin −18 ° F (−28,2 ° C). Talvella lämpötila pohjoisnavalla on keskimäärin −40 ° F (−40 ° C), mutta etelänavan lämpötila on −76 ° F (−60 ° C). Maantiede säätelee lämpötilaeroa pohjoisen ja etelänavan välillä.
Pohjoinen napa sijaitsee meressä, kun taas etelänapa sijaitsee valtameren ympäröimällä mantereella. Arktisen jääpeitteen alapuolella oleva merivesi on hieman jäätä lämpimämpi ja lämmittää yläpuolella olevaa ilmaa. Etelämantereen maamassa vähentää kuitenkin valtameren vaikutusta. Etelämantereen keskimääräinen korkeus, noin 7500 jalkaa (2,3 kilometriä), laskee myös etelänavan lämpötilaa.
Maan kaarevuus ja lämpötila
Maan kaarevuus saa auringon energian leviämään suuremmille alueille leveysasteen kasvaessa. Mitä suurempi maa-alue energia leviää, sitä pienempi energia on pinta-alayksikköä kohti.
Viime kädessä alueen lämpötila riippuu siitä, kuinka paljon aurinkoenergiaa saavuttaa pinnan tällä alueella. Aurinkoenergian määrä tietyllä alueella on suurempi päiväntasaajalla kuin tasa-alueella pylväillä, minkä vuoksi päiväntasaajan lämpötila on polaarilämpötilaa lämpimämpi.
Aksiaalinen kallistus ja aurinkoenergia
Maan akseli kallistuu noin 23,5 ° pystysuorasta suhteessa maapallon kiertoradan tasoon auringon ympäri. Tämä aksiaalinen kallistus tarkoittaa sitä, että maapallon ympäri aurinkoa pylväät saavat vaihtelevaa määrää auringonvaloa. Päiväntasaaja saa kuitenkin suhteellisen tasaista auringonvaloa koko vuoden. Energian tasaisuus tarkoittaa päiväntasaajan lämpötilan pysyvän suhteellisen vakiona koko vuoden.
Napa-alueet puolestaan saavat vähemmän aurinkoenergiaa ja saavat vain osan vuodesta. Klo leveysasteet yli 60 ° N ja 60 ° S, aurinkoenergia leviää suurille alueille maapallon kaarevuuden ja aksiaalisen kallistuksen vuoksi. Vähemmän energiaa pinta-alayksikköä kohden tarkoittaa alempia kokonaislämpötiloja.
Aksiaalinen kallistuminen tarkoittaa, että jokainen napa saa jatkuvaa auringonvaloa kesän aikana, kun napa osoittaa kohti aurinkoa. Talvella pylväs ei kuitenkaan saa ollenkaan auringonvaloa, koska pylväs on kallistettu poispäin auringosta.
Ilmapiiri, valtameri ja lämpötila
Vaikka päiväntasaajan keskilämpötilan ja napojen lämpötilojen välinen ero saattaa tuntua äärimmäiseltä, ero olisi paljon suurempi ilman Maan ilmakehä. Päiväntasaaja muuttuisi erittäin kuumaksi ja pylväät entistä kylmemmiksi. Aurinkoenergia ohjaa päiväntasaajan säämalleja, absorboi lämpöä ukkosmyrskyihin ja siirtää lämpöä ilmakehästä sateeksi merelle.
Ilmakehän konvektiovirrat aiheuttavat tuulimalleja, jotka siirtävät lämpöä päiväntasaajalta kohti napoja. merivirrat auringon energian lämmittämät kuljettavat lämpöä päiväntasaajalta myös pylväitä kohti. Pintaveden, sateen ja muun sademäärän haihtuminen, tuuli- ja merivirrat siirtävät lämpimän ilman pylväitä kohti ja vievät kylmää ilmaa kohti päiväntasaajaa.