В механизме нагревания Земли Солнцем два основных момента:
1) солнечная энергия передаётся через мировое пространство в форме лучистой энергии и 2) лучистая энергия, поглощённая Землёй, преобразуется в тепловую.
Наибольшее количество тепла получают и, следовательно, нагреваются до наиболее высокой температуры нижние слои атмосферы, непосредственно прилегающие к источнику тепла — земной поверхности. В дальнейшем всюду, где речь идёт о температуре, имеется в виду температура воздуха, измеренная, по существующим метеорологическим правилам, в тени на высоте 2 м от поверхности Земли. Кроме того, мы будем оперировать преимущественно средними температурами, вычисленными для определённых мест и периодов времени на основе многолетних наблюдений.
Изучение распределения солнечной радиации по лику Земли привело уже нас к установлению в самых общих чертах некоторых основных особенностей распределения температуры. В каждом полушарии оказалось возможным выделить области жаркие, умеренные и холодные и констатировать уменьшение температур от экватора к полюсам. Обратимся к уточнению этой картины и прежде всего к распределению температуры по параллелям.
При рассмотрении годовой амплитуды нужно иметь в виду, что самый тёплый и самый холодный месяцы не везде совпадают с июлем и январём.
Материал позволяет сделать следующие заключения:
1. В обоих полушариях средняя годовая температура понижается от экватора к полюсам; это соответствует убыванию в том же направлении солнечной радиации.
2. Изменение средней годовой температуры от параллели к параллели совершается далеко не с одинаковой скоростью. Между экватором и 20-й параллелью понижение температуры происходит очень медленно (менее двух градусов на каждые десять градусов широты), так что всю тропическую область в температурном отношении можно считать почти однородной. Между 20 и 80° широты в обоих полушариях температура понижается быстро; местами это понижение достигает 10—13° на десять градусов широты. Далее к полюсам падение температуры несколько замедляется.
3. Все параллели южного полушария в среднем годовом выводе холоднее соответствующих параллелей северного полушария. Средняя годовая температура для Земли в целом равна 14°,3, для северного полушария 15°,2, для южного 13°,3. Более тёплый характер северного полушария сказывается и в том, что самая тёплая параллель земного шара в году — не экватор, а 10° с. ш. (а в июле 20° с. ш.). Заметное охлаждающее влияние на южное полушарие оказывает присутствие здесь Антарктиды, сплошь покрытой льдом.
4. Годовые амплитуды тоже возрастают от экватора к полюсам, потому что разница в количествах радиации по сезонам увеличивается в том же направлении. В северном полушарии заметное увеличение амплитуды начинается уже с 20-й параллели, в южном только с 50-й. Объясняется это своеобразным распределением суши и моря. Температурные контрасты над сушей всегда значительнее, чем над морем. К северу от 20-й параллели в северном полушарии заметно возрастает площадь суши. К югу же от экватора до 50-й параллели площадь суши неизменно сокращается, что смягчает годовые амплитуды температур; новое увеличение амплитуд по ту сторону 60-й параллели связано как с посезонным распределением радиации в полярной области, так и с наличием антарктического материка.