Nadmorská výška a šírka sú dva primárne faktory, o ktorých je známe, že ovplyvňujú teplotné výkyvy na povrchu Zeme, pretože rozdielna nadmorská výška a šírka vytvárajú nerovnaké zahrievanie zemskej atmosféry.
Zemepisná šírka označuje vzdialenosť miesta na povrchu Zeme od rovníka vo vzťahu k severnému a južnému pólu (napr. Florida má nižšie zemepisná šírka ako Maine); nadmorská výška je definované ako výška miesta nad morskou hladinou (myslite: mesto v horách má výšku nadmorská výška).
Zmeny v nadmorskej výške
Za každých 100 metrov stúpania nadmorská výška, teplota klesá asi o 1 stupeň Celzia. Zážitkové oblasti, ako sú vysokohorské oblasti, napríklad horské oblasti nízka teploty.
Zemský povrch absorbuje tepelnú energiu zo slnka. Keď sa povrch zahreje, teplo difunduje do a ohrieva atmosféru, a naopak prenáša časť tepla na hornú časť vrstvy atmosféry.
Preto sú vrstvy atmosféry najbližšie k povrchu Zeme (oblasti s nízkou nadmorskou výškou) typicky teplejšie v porovnaní s vrstvami atmosféry vo vyšších nadmorských výškach.
Teplotná inverzia
Aj keď sa vo vyšších nadmorských výškach zvyčajne vyskytujú nižšie teploty, nie je to tak vždy. V niektorých vrstvách atmosféry (napríklad v troposfére) teplota klesá so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou (poznámka: toto sa označuje ako „časová rýchlosť“).
Rýchlosť klesania nastáva počas chladných, zimných nocí, keď je obloha jasná a vzduch suchý. V noci ako tieto, teplo z povrchu Zeme vyžaruje a ochladzuje sa rýchlejšie ako atmosférický vzduch. Teplejšie povrchové teplo potom ohrieva aj nízko položený (malá nadmorská výška) atmosférický vzduch, ktorý potom rýchlo stúpa do vyšších vrstiev atmosféry (premýšľajte: pretože stúpa teplý vzduch a chladný klesá).
Dôsledkom toho sú miesta nachádzajúce sa vo vysokých nadmorských výškach, ako napr horských oblastiach, zažiť vysoké teploty. Priemerná rýchlosť zániku v troposfére je zvyčajne 2 stupne Celzia na 1 000 stôp.
Uhol dopadu
Uhol dopadu sa vzťahuje na uhol, pod ktorým slnečné lúče dopadajú na povrch Zeme.
Uhol dopadu na povrch Zeme závisí od zemepisnej šírky (vzdialenosti od rovníka). V nižších zemepisných šírkach, keď je slnko umiestnené priamo nad povrchom Zeme v 90 stupňoch (ako to vyzerá na poludnie), dopadá slnečné žiarenie na povrch Zeme v pravých uhloch. V reakcii na priame žiarenie zo slnka tieto oblasti pociťujú vysoké teploty.
Keď je však slnko, napríklad, v uhle 45 stupňov (polovica pravého uhla alebo napríklad dopoludnia) nad horizontom, slnečné lúče zasiahli zemský povrch a rozložili sa na väčšej ploche s menšou intenzitou, čím sa tieto oblasti zmenšili teploty. Takéto oblasti sa nachádzajú ďalej od rovníka (alebo vo vyšších zemepisných šírkach).
Preto čím ďalej od rovníka postupujete, tým je chladnejší. Regióny bližšie k zemskému rovníku majú vyššie teploty ako regióny blízko severného a južného pólu.
Denná variácia
Denná variácia je zmena teploty zo dňa na noc a často závisí od zemepisnej šírky a rotácie Zeme okolo svojej osi. Zem zvyčajne prijíma teplo cez deň prostredníctvom slnečného žiarenia a v noci stráca teplo pozemským žiarením.
Počas dňa slnečné žiarenie ohrieva povrch Zeme, ale intenzita závisí od dĺžky dňa. Niektoré dni sú kratšie ako iné (myslím: ročné obdobia). Regióny s dlhšími dňami (zvyčajne oblasti blízko rovníka) pocítia intenzívnejšie horúčavy.
Počas zimy je na severnom a južnom póle slnko 24 hodín pod obzorom. Tieto oblasti nezažijú žiadne slnečné žiarenie a zostávajú neustále chladné. V lete je na póloch neustále slnečné žiarenie, stále je však zvyčajne chladné (na póloch je teplejšie ako v zime, ale v blízkosti rovníka je chladnejšie ako v lete).
Intenzita slnečného žiarenia na povrchu Zeme teda závisí od zemepisnej šírky, nadmorskej výšky slnka a času v roku (aka - kombinácia nadmorskej výšky a podnebia). Intenzita slnečného žiarenia sa môže pohybovať od žiadneho žiarenia počas polárnej zimy do maximálneho žiarenia asi 400 wattov na meter štvorcový počas leta.