Augstums un platums ir divi galvenie faktori, kas ietekmē temperatūras svārstības uz Zemes virsmas, jo mainīgais augstums un platums rada nevienlīdzīgu Zemes atmosfēras sasilšanu.
Platums attiecas uz vietas attālumu uz Zemes virsmas no ekvatora attiecībā pret ziemeļu un dienvidu poliem (piemēram, Floridā ir zemāks platums nekā Meina); augstums tiek definēts kā tas, cik augsta vieta atrodas virs jūras līmeņa (domājiet: pilsētai kalnos ir augsta augstums).
Augstuma izmaiņas
Par katru 100 metru pacelšanos augstums, temperatūra pazeminās par aptuveni 1 grādu pēc Celsija. Pieredze ir augstkalnu reģionos, piemēram, kalnainās vietās zems temperatūras.
Zemes virsma absorbē siltuma enerģiju no saules. Kad virsma sasilst, siltums izkliedējas un sasilda atmosfēru, un savukārt daļu siltuma pārnes augšējā daļā atmosfēras slāņi.
Tāpēc atmosfēras slāņi, kas atrodas vistuvāk Zemes virsmai (apgabali ar zemu augstumu), parasti ir siltāki, salīdzinot ar atmosfēras slāņiem augstāka līmeņa apgabalos.
Temperatūras inversija
Lai gan lielākos augstumos parasti notiek zemāka temperatūra, tas ne vienmēr notiek. Dažos atmosfēras slāņos (piemēram, troposfērā) temperatūra samazinās, palielinoties augstumam (piezīme: to sauc par "izlaiduma ātrumu").
Zaudēšanas ātrums notiek aukstās, ziemas naktīs, kad debesis ir skaidras un gaiss ir sauss. Šādās naktīs siltums no Zemes virsmas izstaro un atdziest ātrāk nekā atmosfēras gaiss. Pēc tam siltāks virsmas siltums sasilda arī zemu (mazā augstumā) esošo atmosfēras gaisu, kas pēc tam strauji paceļas atmosfēras augšdaļā (domājiet: jo siltais gaiss paceļas un vēss gaiss nogrimst).
Līdz ar to vietas, kas atrodas lielā augstumā, piemēram, kalnu reģioni, piedzīvo augstu temperatūru. Parasti troposfērā vidējais nobīdes ātrums ir 2 grādi pēc Celsija uz 1000 pēdām.
Nokrišanas leņķis
Nokrišanas leņķis attiecas uz leņķi, kurā saules stari skar Zemes virsmu.
Nokrišanas leņķis uz Zemes virsmas ir atkarīgs no reģiona platuma (attāluma no ekvatora). Zemākos platuma grādos, kad saule ir novietota tieši virs Zemes virsmas 90 grādos (kā tas izskatās pusdienlaikā), saules starojums triecas Zemes virsmai taisnā leņķī. Atbildot uz tiešo starojums no saules šajos reģionos ir augsta temperatūra.
Tomēr, kad saule, teiksim, atrodas 45 grādos (puse taisna leņķa vai līdzīgi kā rīta vidū) virs horizonta, saules stari triec Zemes virsmu un izkliedē lielāku virsmu ar mazāku intensitāti, padarot šos reģionus zemākus temperatūras. Šādi reģioni atrodas tālāk no ekvatora (vai augstākos platuma grādos).
Tāpēc, jo tālāk jūs ejat no ekvatora, jo vēsāks tas kļūst. Reģionos, kas atrodas tuvāk Zemes ekvatoram, temperatūra ir augstāka nekā reģionos pie ziemeļu un dienvidu poliem.
Dienas variācija
Dienas svārstības ir temperatūras izmaiņas no dienas uz nakti, un tās bieži ir atkarīgas no platuma un Zemes rotācijas uz tās ass. Parasti Zeme dienā saņem siltumu caur saules starojumu un naktī zaudē siltumu, izmantojot zemes starojumu.
Dienas laikā saules starojums silda Zemes virsmu, bet intensitāte ir atkarīga no dienas garuma. Dažas dienas ir īsākas nekā citas (padomājiet: gadalaiki). Reģionos ar ilgākām dienām (parasti reģioni netālu no ekvatora) būs intensīvāks karstums.
Ziemas laikā ziemeļu un dienvidu polā saule 24 stundas atrodas zem horizonta. Šie reģioni neizjūt saules starojumu un paliek pastāvīgi auksti. Vasarā pie stabiem pastāvīgi pastāv saules starojums, taču tas joprojām ir auksts (polos ir siltāks nekā ziema, bet pie ekvatora ir vēsāks nekā vasara).
Tātad saules starojuma intensitāte uz Zemes virsmas ir atkarīga no platuma, saules augstuma un gada laika (aka - augstuma un klimata kombinācija). Saules starojuma intensitāte var svārstīties no starojuma trūkuma polārās ziemas laikā līdz maksimālajam starojumam aptuveni 400 vati par kvadrātmetru vasarā.