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Altitude e latitude são dois fatores primários conhecidos por afetar as variações de temperatura na superfície da Terra, porque a altitude e a latitude diferentes criam aquecimento desigual da atmosfera da Terra.
Latitude refere-se à distância de um local na superfície da Terra do equador em relação aos polos norte e sul (por exemplo, a Flórida tem um mais baixo latitude que Maine); altitude é definido como a altitude de um local acima do nível do mar (pense: uma cidade nas montanhas tem um altitude).
Variação na altitude
Para cada aumento de 100 metros de altitude, a temperatura diminui cerca de 1 grau Celsius. Regiões de alta altitude, como lugares montanhosos, experimentam baixo temperaturas.
A superfície da Terra absorve a energia térmica do sol. Quando a superfície aquece, o calor se difunde e aquece a atmosfera e, por sua vez, transfere parte do calor para as camadas superiores da atmosfera.
Portanto, as camadas da atmosfera mais próximas da superfície da Terra (áreas de baixa altitude) são geralmente mais quentes em comparação com as camadas da atmosfera em áreas de maior altitude.
Inversão de temperatura
Embora as altitudes mais altas experimentem temperaturas mais baixas, nem sempre é esse o caso.Em algumas camadas da atmosfera (como a troposfera), a temperatura diminui com o aumento da altitude (nota: isso é chamado de "taxa de lapso").
A taxa de lapso ocorre durante as noites frias de inverno, quando o céu está claro e o ar está seco. Em noites como essas, o calor da superfície da Terra irradia e esfria mais rápido que o ar atmosférico. O calor da superfície mais quente também aquece o ar atmosférico de baixa altitude (altitude baixa), que sobe rapidamente para a atmosfera superior (pense: porque o ar quente sobe e o ar frio afunda).
Consequentemente, lugares localizados em grandes altitudes, como regiões montanhosas, experimentam altas temperaturas. Geralmente, a taxa média de lapso na troposfera é de 2 graus Celsius por 1.000 pés.
Ângulo de incidência
Ângulo de incidência refere-se ao ângulo em que os raios solares atingem a superfície da Terra.
O ângulo de incidência na superfície da Terra depende da latitude da região (distância do equador). Em latitudes mais baixas, quando o sol é posicionado diretamente acima da superfície da Terra a 90 graus (como parece ao meio-dia), a radiação do sol atinge a superfície da Terra em ângulo reto. Em resposta à radiação direta do sol, essas regiões experimentam altas temperaturas.
No entanto, quando o sol está, digamos, a 45 graus (metade de um ângulo reto, ou como o meio da manhã) acima do horizonte, os raios do sol atingem a superfície da Terra e se espalham por uma área maior com menos intensidade, tornando essas regiões experimente temperaturas mais baixas. Essas regiões estão localizadas mais longe do equador (ou em latitudes mais altas).
Portanto, quanto mais você vai do equador, mais frio ele se torna. As regiões mais próximas ao equador da Terra experimentam temperaturas mais altas do que as regiões próximas aos pólos norte e sul.
Variação diaria
Variação diurna é a mudança de temperatura do dia para a noite e geralmente depende da latitude e da rotação da Terra em seu eixo. Normalmente, a Terra recebe calor durante o dia via radiação solar e perde calor através da radiação terrestre à noite.
Durante o dia, a radiação do sol aquece a superfície da Terra, mas a intensidade depende da duração do dia. Alguns dias são mais curtos que outros (pense em estações). Regiões com dias mais longos (normalmente regiões próximas ao equador) experimentam calor mais intenso.
Durante o inverno nos pólos norte e sul, o sol fica abaixo do horizonte por 24 horas. Essas regiões não sofrem radiação solar e permanecem constantemente frias. No verão nos pólos, há constante radiação solar, mas ainda é tipicamente fria (mais quente que o inverno nos pólos, mas mais fria que o verão perto do equador).
Portanto, a intensidade da radiação solar na superfície da Terra depende da latitude, da altitude do sol e da época do ano (também conhecida como combinação de altitude e clima). A intensidade da radiação solar pode variar de nenhuma radiação durante o inverno polar a radiação máxima de cerca de 400 watts por metro quadrado durante o verão.