Nadmorska višina in zemljepisna širina sta dva glavna dejavnika, za katera je znano, da vplivata na temperaturne razlike na površini Zemlje, ker različna nadmorska višina in širina ustvarjata neenakomerno segrevanje zemeljske atmosfere.
Zemljepisna širina se nanaša na oddaljenost lokacije na površini Zemlje od ekvatorja glede na severni in južni pol (npr. Florida ima nižje zemljepisna širina kot Maine); nadmorske višine je opredeljena kot višina lokacije nad morsko gladino (pomislite: mesto v gorah ima visoko nadmorske višine).
Razlike v nadmorski višini
Za vsakih 100 metrov vzpona nadmorske višine, se temperatura zniža za približno 1 stopinjo Celzija. Doživljajo visokogorske regije, kot so gorski kraji nizka temperature.
Zemeljska površina absorbira toplotno energijo sonca. Ko se površina ogreje, se toplota razprši in ogreje ozračje, nato pa del toplote prenese v zgornji del plasti ozračja.
Zato so plasti ozračja, ki so najbližje površju Zemlje (območja z nizko nadmorsko višino), praviloma toplejše v primerjavi s sloji ozračja na območjih z višino.
Temperaturna inverzija
Čeprav so na višinah običajno nižje temperature, to ni vedno tako. V nekaterih plasteh ozračja (na primer v troposferi) se temperatura z naraščajočo nadmorsko višino zmanjšuje (opomba: to se imenuje "hitrost odmika").
Stopnja propada se pojavi v hladnih, zimskih nočeh, ko je nebo čisto in zrak suh. V takih nočeh toplota s površja Zemlje seva in hladi hitreje kot atmosferski zrak. Toplejša površinska toplota nato ogreje tudi nizko ležeči (nizki) atmosferski zrak, ki se nato hitro dvigne v zgornje ozračje (pomislite: ker se topel zrak dviguje in hladen zrak tone).
Posledično kraji, ki se nahajajo na visoki nadmorski višini, kot npr gorske regije, izkušnje z visokimi temperaturami. Običajno je povprečna hitrost izpada v troposferi 2 stopinji Celzija na 1000 čevljev.
Kot incidence
Vpadni kot se nanaša na kot, pod katerim sončni žarki zadenejo zemeljsko površino.
Vpadni kot na površini Zemlje je odvisen od zemljepisne širine (oddaljenosti od ekvatorja). V spodnjih zemljepisnih širinah, ko je sonce postavljeno neposredno nad površino Zemlje pod 90 stopinjami (kot je videti opoldne), sončno sevanje udari na zemeljsko površino pod pravim kotom. Kot odgovor na neposredno sevanje od sonca imajo te regije visoke temperature.
Ko pa je sonce recimo pod 45 stopinjami (polovica pravega kota ali kot sredi jutra) nad obzorjem, sončni žarki udariti po površini Zemlje in se z manjšo intenzivnostjo razširiti na večjo površino, zaradi česar so te regije manjše temperature. Takšne regije se nahajajo dlje od ekvatorja (ali na višjih zemljepisnih širinah).
Torej, bolj ko greš od ekvatorja, postaja hladnejši. Regije, ki so bližje ekvatorju Zemlje, imajo višje temperature kot regije blizu severnega in južnega pola.
Dnevna variacija
Dnevna variacija je sprememba temperature iz dneva v noč in je pogosto odvisna od zemljepisne širine in vrtenja Zemlje na svoji osi. Običajno Zemlja čez dan toploto prejema s sončnim sevanjem, ponoči pa jo izgublja s kopenskim sevanjem.
Čez dan sončno sevanje segreva zemeljsko površje, intenzivnost pa je odvisna od dolžine dneva. Nekateri dnevi so krajši od drugih (pomislite: letni časi). Regije z daljšimi dnevi (običajno regije blizu ekvatorja) bodo imele močnejšo toploto.
Pozimi na severnem in južnem polu je sonce 24 ur pod obzorjem. Te regije nimajo sončnega sevanja in so nenehno hladne. Poleti na polih stalno sončno sevanje, vendar je še vedno običajno hladno (toplejše kot zima na polih, vendar hladnejše od poletja blizu ekvatorja).
Intenzivnost sončnega sevanja na zemeljski površini je torej odvisna od zemljepisne širine, nadmorske višine in letnega časa (aka - kombinacija nadmorske višine in podnebja). Intenzivnost sončnega sevanja se lahko giblje od sevanja med polarno zimo do največ 400 sevanj vatov na kvadratni meter poleti.