Høyde og bredde er to primære faktorer som er kjent for å påvirke temperaturvariasjonene på jordoverflaten fordi varierende høyde og bredde skaper ulik oppvarming av jordens atmosfære.
Breddegrad refererer til avstanden til et sted på jordoverflaten fra ekvator i forhold til nord- og sørpolen (f.eks. har Florida en Nedre breddegrad enn Maine); høyde er definert som hvor høyt et sted er over havet (tenk: en by i fjellet har en høy høyde).
Variasjon i høyde
For hver 100 meter stigning i høyde, reduseres temperaturen med omtrent 1 grad Celsius. Opplev høyregioner, for eksempel fjellrike steder lav temperaturer.
Jordens overflate absorberer varmeenergi fra solen. Når overflaten varmes opp, diffunderer varmen inn i og varmer atmosfæren, og i sin tur overfører den noe av varmen til den øvre lag av atmosfæren.
Derfor er lagene av atmosfæren nærmest jordoverflaten (områder med lav høyde) vanligvis varmere sammenlignet med lag av atmosfære i områder med høyere høyde.
Temperaturinversjon
Selv om høyere høyder vanligvis opplever lavere temperaturer, er dette ikke alltid tilfelle. I noen lag av atmosfæren (som troposfæren) synker temperaturen med økende høyde (merk: dette blir referert til som "forfallshastighet").
Forfallshastighet oppstår under kalde, vinternetter når himmelen er klar og luften er tørr. På netter som disse stråler og kjøler varmen fra jordoverflaten raskere enn atmosfærisk luft. Den varmere overflatevarmen varmer da også den lavtliggende (lave høyden) atmosfæriske luften som deretter stiger raskt opp i den øvre atmosfæren (tenk: fordi varm luft stiger og kjølig luft synker).
Følgelig steder plassert i høye høyder, for eksempel fjellområder, opplever høye temperaturer. Vanligvis er den gjennomsnittlige bortfallsfrekvensen i troposfæren 2 grader Celsius per 1000 fot.
Innfallsvinkel
Innfallsvinkel refererer til vinkelen som solstrålene treffer jordens overflate.
Innfallsvinkelen på jordoverflaten avhenger av regionens breddegrad (avstand fra ekvator). På lavere breddegrader, når solen er plassert rett over jordens overflate i 90 grader (som det ser ut på middagstid), slår strålingen fra solen jordoverflaten i rette vinkler. Som svar på det direkte stråling fra solen, opplever disse regionene høye temperaturer.
Når solen, for eksempel, er 45 grader (halvparten av rett vinkel, eller som om morgenen) over horisonten, vil solstrålene slå jordens overflate og spre seg over et større overflate med mindre intensitet, slik at disse regionene opplever lavere temperaturer. Slike regioner ligger lenger fra ekvator (eller på høyere breddegrader).
Derfor, jo lenger du går fra ekvator, jo kjøligere blir det. Regioner nærmere jordens ekvator opplever høyere temperaturer enn regioner nær nord- og sørpolen.
Døgnvariasjon
Døgnvariasjon er endringen i temperaturen fra dag til natt og avhenger ofte av breddegrad og jordens rotasjon på sin akse. Normalt mottar jorden varme om dagen via solstråling og mister varme gjennom jordstråling om natten.
I løpet av dagen varmer solstrålingen jordens overflate, men intensiteten avhenger av lengden på dagen. Noen dager er kortere enn andre (tenk: årstider). Regioner med lengre dager (vanligvis regioner nær ekvator) vil oppleve mer intens varme.
Om vinteren på nord- og sørpolen er solen under horisonten i 24 timer. Disse områdene opplever ingen solstråling og forblir konstant kalde. Om sommeren på polene er det konstant solstråling, men det er fortsatt vanligvis kaldt (varmere enn vinteren på polene, men kaldere enn sommer nær ekvator).
Så intensiteten av solstråling på jordoverflaten avhenger av breddegrad, solens høyde og tiden på året (aka - en kombinasjon av høyde og klima). Solstrålingsintensiteten kan variere fra ingen stråling i løpet av den polare vinteren til en maksimal stråling på rundt 400 watt per kvadratmeter om sommeren.
