भूमध्य रेखा पर गर्म लेकिन ध्रुवों पर ठंडा क्यों है?

ध्रुव से भूमध्य रेखा तक तापमान का अंतर सूर्य की ऊर्जा और पृथ्वी के सिस्टम में बरकरार ऊर्जा पर निर्भर करता है। ऐसे समय थे जब पृथ्वी के पास ध्रुवीय बर्फ की टोपियां या रेगिस्तान नहीं थे और कई बार ऐसा भी हुआ जब बर्फ ने पृथ्वी की अधिकांश सतह को दफ़न कर दिया।

पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन में छोटे-छोटे परिवर्तन भी भूमध्य रेखा, ध्रुवों और बीच के हर स्थान पर तापमान को प्रभावित करते हैं।

भूमध्य रेखा सबसे अधिक सीधी धूप प्राप्त करती है और इसलिए सबसे अधिक सौर ऊर्जा. सामान्य तौर पर, 15 डिग्री उत्तर और 15 डिग्री दक्षिण (15 डिग्री उत्तर और 15 डिग्री दक्षिण) अक्षांश के बीच के जलवायु क्षेत्र में औसत तापमान 64 डिग्री फ़ारेनहाइट (18 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर होता है। दिन-रात के तापमान का अंतर आमतौर पर भूमध्य रेखा के सबसे गर्म और सबसे ठंडे महीनों के बीच के तापमान के अंतर से अधिक होता है। ऊंचाई और मौसम के पैटर्न जैसे गरज के साथ स्थानीय भूमध्य रेखा के तापमान को भी प्रभावित करते हैं।

गर्मियों के दौरान, उत्तरी ध्रुव पर तापमान औसतन 32°F (0°C) होता है जबकि दक्षिणी ध्रुव का तापमान -18°F (-28.2°C) औसत होता है। सर्दियों के दौरान, उत्तरी ध्रुव का तापमान औसत -40 °F (-40 °C) होता है, लेकिन दक्षिणी ध्रुव का तापमान -76 ° F (−60 ° C) औसत होता है। भूगोल उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के बीच तापमान के अंतर को नियंत्रित करता है।

उत्तरी ध्रुव समुद्र में स्थित है जबकि दक्षिणी ध्रुव महासागर से घिरे महाद्वीपीय द्रव्यमान पर स्थित है। आर्कटिक आइस कैप के नीचे समुद्र का पानी बर्फ की तुलना में थोड़ा गर्म होता है और ऊपर की हवा को गर्म करता है। हालाँकि, अंटार्कटिका का भूमि द्रव्यमान महासागर के प्रभाव को कम करता है। लगभग 7,500 फीट (2.3 किलोमीटर) अंटार्कटिका की औसत ऊंचाई भी दक्षिणी ध्रुव पर तापमान को कम करती है।

पृथ्वी की वक्रता के कारण सूर्य की ऊर्जा बढ़ते हुए अक्षांश के साथ बड़े क्षेत्रों में फैल जाती है। जितना अधिक भूमि क्षेत्र में ऊर्जा फैलती है, प्रति इकाई क्षेत्र में ऊर्जा उतनी ही कम होती है।

अंततः, किसी क्षेत्र का तापमान उस क्षेत्र में सतह तक पहुँचने वाली सूर्य की ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करता है। किसी दिए गए क्षेत्र में सौर ऊर्जा की मात्रा ध्रुवों पर समान क्षेत्र की तुलना में भूमध्य रेखा पर अधिक होती है, यही कारण है कि भूमध्य रेखा का तापमान ध्रुवीय तापमान से अधिक गर्म होता है।

पृथ्वी की धुरी सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा के समतल के सापेक्ष लंबवत से लगभग 23.5° झुकी हुई है। यह अक्षीय झुकाव इसका अर्थ है कि पृथ्वी की सूर्य के चारों ओर यात्रा के दौरान ध्रुवों को अलग-अलग मात्रा में सूर्य का प्रकाश प्राप्त होता है। हालाँकि, भूमध्य रेखा पूरे वर्ष अपेक्षाकृत लगातार धूप प्राप्त करती है। ऊर्जा की निरंतरता का मतलब है कि भूमध्य रेखा का तापमान पूरे वर्ष अपेक्षाकृत स्थिर रहता है।

दूसरी ओर, ध्रुवीय क्षेत्र सूर्य की कम ऊर्जा प्राप्त करते हैं और केवल वर्ष के कुछ भाग के लिए ही वह ऊर्जा प्राप्त करते हैं। पर अक्षांशों 60°N और 60°S से अधिक सूर्य की ऊर्जा पृथ्वी की वक्रता और अक्षीय झुकाव के कारण बड़े क्षेत्रों में फैलती है। प्रति इकाई क्षेत्र में कम ऊर्जा का अर्थ है कम समग्र तापमान।

अक्षीय झुकाव का अर्थ है कि प्रत्येक ध्रुव को अपनी गर्मी के दौरान निरंतर सूर्य का प्रकाश प्राप्त होता है जब ध्रुव सूर्य की ओर इंगित किया जाता है। हालांकि, सर्दियों के दौरान, ध्रुव को बिल्कुल भी सूर्य का प्रकाश नहीं मिलता है क्योंकि ध्रुव सूर्य से दूर झुका हुआ होता है।

जबकि भूमध्य रेखा के औसत तापमान और ध्रुवों के तापमान के बीच का अंतर अत्यधिक लग सकता है, अंतर बिना. के बहुत अधिक होगा पृथ्वी का वातावरण. भूमध्य रेखा बहुत गर्म हो जाएगी और ध्रुव और भी ठंडे हो जाएंगे। सौर ऊर्जा भूमध्य रेखा के मौसम के पैटर्न को संचालित करती है, गर्मी को गरज के साथ अवशोषित करती है और वातावरण से गर्मी को बारिश के रूप में समुद्र में स्थानांतरित करती है।

वायुमंडल में संवहन धाराएं हवा के पैटर्न का कारण बनती हैं जो भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर गर्मी को स्थानांतरित करती हैं। सागर की लहरें सूर्य की ऊर्जा से गर्म होकर भूमध्य रेखा से ध्रुवों की ओर भी ऊष्मा ले जाती है। सतही जल का वाष्पीकरण, वर्षा और अन्य वर्षा, हवा और महासागरीय धाराएँ गर्म हवा को ध्रुवों की ओर ले जाती हैं और ठंडी हवा को भूमध्य रेखा की ओर ले जाती हैं।