Надморска висина и ширина су два примарна фактора за која је познато да утичу на температурне промене на површини Земље, јер променљива надморска висина и ширина стварају неједнако загревање Земљине атмосфере.
Ширина односи се на удаљеност локације на површини Земље од екватора у односу на Северни и Јужни пол (нпр. Флорида има ниже географска ширина од Мејна); домет се дефинише као колико је висока локација изнад нивоа мора (помислите: град у планинама има висок домет).
Варијација надморске висине
За сваких 100 метара успона домет, температура се смањује за око 1 степен Целзијуса. Доживљавају регије на високој надморској висини, попут планинских места ниска температуре.
Земљина површина апсорбује топлотну енергију сунца. Када се површина загреје, топлота се дифундира и загрева атмосферу, а заузврат преноси део топлоте на горњи део слојеви атмосфере.
Због тога су слојеви атмосфере најближи Земљиној површини (подручја са малим надморским висинама) типично топлија у поређењу са слојевима атмосфере у областима на вишим надморским висинама.
Инверзија температуре
Иако веће надморске висине обично имају ниже температуре, то није увек случај. У неким слојевима атмосфере (као што је тропосфера) температура опада са порастом надморске висине (напомена: ово се назива „брзина отказивања“).
Проценат пада током хладних, зимских ноћи када је небо ведро и ваздух сув. У ноћима попут ових топлота са Земљине површине зрачи и хлади се брже од атмосферског ваздуха. Топлија површинска топлота тада такође загрева ниско лежећи (ниски надморски) атмосферски ваздух који се затим брзо подиже у горњу атмосферу (помислите: јер се топли ваздух подиже, а хладан ваздух тоне).
Сходно томе, места која се налазе на великим надморским висинама, као нпр планински крајеви, доживљавају високе температуре. Обично је просечна стопа пропадања у тропосфери 2 степена Целзијуса на 1.000 стопа.
Упадни угао
Упадни угао односи се на угао под којим сунчеви зраци погађају Земљину површину.
Упадни угао на површини Земље зависи од географске ширине региона (удаљености од екватора). У нижим географским ширинама, када је сунце постављено директно изнад површине Земље на 90 степени (као што изгледа у подне), зрачење сунца удара на површину Земље под правим углом. Као одговор на директно зрачење од сунца, ови региони имају високе температуре.
Међутим, када је сунце, рецимо, на 45 степени (половина правог угла или попут средине јутра) изнад хоризонта, сунчеви зраци ударе на површину Земље и рашире се на већу површину са мањим интензитетом, чинећи ове регије нижим температуре. Такви региони се налазе даље од екватора (или на вишим географским ширинама).
Стога, што даље идете од екватора, он постаје хладнији. Региони ближи Земљином екватору доживљавају више температуре него региони у близини Северног и Јужног пола.
Дневна варијација
Дневна варијација је промена температуре из дана у ноћ и често зависи од географске ширине и ротације Земље на својој оси. Земља обично прима топлоту током дана сунчевим зрачењем, а ноћу губи топлоту земаљским зрачењем.
Током дана сунчево зрачење загрева површину Земље, али интензитет зависи од дужине дана. Неки дани су краћи од других (мислите: годишња доба). Региони са дужим данима (обично региони близу екватора) искусиће интензивније врућине.
Током зиме на северном и јужном полу сунце је 24 сата испод хоризонта. Ови региони не доживљавају сунчево зрачење и стално су хладни. Љети на половима постоји стално сунчево зрачење, али је и даље типично хладно (топлије од зиме на половима, али хладније од љета у близини екватора).
Дакле, интензитет сунчевог зрачења на површини Земље зависи од географске ширине, надморске висине и доба године (ака - комбинација надморске висине и климе). Интензитет сунчевог зрачења може се кретати од не зрачења током поларне зиме до максималног зрачења од око 400 вати по квадратном метру током лета.