المحتوى
يعتمد اختلاف درجة الحرارة من القطب إلى خط الاستواء على طاقة الشمس والطاقة المحتفظ بها في أنظمة الأرض. كانت هناك أوقات عندما لا تحتوي الأرض على أغطية أو صحارى جليدية قطبية ، وكانت هناك أوقات حيث دفن الجليد جزءًا كبيرًا من سطح الأرض.
حتى التغيرات الطفيفة في توازن طاقة الأرض تؤثر على درجة الحرارة عند خط الاستواء ، القطبين وكل مكان بينهما.
خط الاستواء الطقس
يستقبل خط الاستواء أشعة الشمس المباشرة وبالتالي الطاقة الشمسية. بشكل عام ، فإن متوسط درجة حرارة المنطقة بين 15 درجة شمالًا و 15 درجة جنوبًا (15 درجة شمالاً و 15 درجة جنوبًا) متوسط درجات حرارة أعلى من 64 درجة فهرنهايت (18 درجة مئوية). يكون الفرق في درجة الحرارة أثناء الليل نهارًا أكبر من الفرق في درجات الحرارة بين خط الاستواء الأكثر دفئًا والأكثر برودة. تؤثر أنماط الارتفاع والطقس مثل العواصف الرعدية على درجات حرارة خط الاستواء المحلي أيضًا.
خلال فصل الصيف ، يبلغ متوسط درجة الحرارة في القطب الشمالي 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) في حين أن متوسط درجة الحرارة في القطب الجنوبي −18 درجة فهرنهايت (-28.2 درجة مئوية). خلال فصل الشتاء ، تبلغ متوسط درجة الحرارة عند القطب الشمالي −40 درجة فهرنهايت (-40 درجة مئوية) ولكن درجة الحرارة عند القطب الجنوبي تبلغ -76 درجة فهرنهايت (-60 درجة مئوية). تتحكم الجغرافيا في اختلاف درجات الحرارة بين القطبين الشمالي والجنوبي.
يقع القطب الشمالي في المحيط بينما يقع القطب الجنوبي على كتلة قارية تحيط بها المحيط. مياه البحر تحت الغطاء الجليدي في القطب الشمالي أكثر دفئًا قليلاً من الجليد وتسخين الهواء أعلاه. كتلة الأرض في أنتاركتيكا ، ومع ذلك ، يقلل من تأثير المحيط. متوسط ارتفاع أنتاركتيكا ، حوالي 7500 قدم (2.3 كيلومتر) ، يخفض أيضًا درجة الحرارة عند القطب الجنوبي.
انحناء الأرض ودرجة الحرارة
يؤدي انحناء الأرض إلى انتشار طاقة الشمس في مناطق أوسع ذات خطوط عرض متزايدة. كلما زادت مساحة الأرض التي تنتشر فيها الطاقة ، انخفضت الطاقة لكل وحدة مساحة.
في النهاية ، تعتمد درجة الحرارة في منطقة ما على كمية طاقة الشمس التي تصل إلى السطح في تلك المنطقة. تكون كمية الطاقة الشمسية في منطقة معينة أكبر عند خط الاستواء من مساحة متساوية في القطبين ، ولهذا السبب تكون درجة حرارة خط الاستواء أكثر دفئًا من درجات الحرارة القطبية.
الميل المحوري والطاقة الشمسية
يميل محور الأرض حوالي 23.5 درجة من العمودي بالنسبة إلى مستوى مدار الأرض حول الشمس. هذا الميل المحوري يعني أنه خلال رحلة الأرض حول الشمس تتلقى الأعمدة كميات متفاوتة من ضوء الشمس. خط الاستواء ، ومع ذلك ، يتلقى أشعة الشمس متسقة نسبيا طوال العام. اتساق الطاقة يعني بقاء درجة حرارة خط الاستواء ثابتة نسبيًا طوال العام.
المناطق القطبية ، من ناحية أخرى ، تحصل على كمية أقل من طاقة الشمس وتتلقى تلك الطاقة فقط لجزء من السنة. عند خطوط العرض الأعلى من 60 درجة شمالاً و 60 درجة جنوبية ، تنتشر طاقة الشمس في مناطق واسعة بسبب انحناء الأرض والإمالة المحورية. طاقة أقل لكل وحدة مساحة تعني انخفاض درجات الحرارة الكلية.
الميل المحوري يعني أن كل قطب يستقبل أشعة الشمس المستمرة خلال فصل الصيف عندما يكون العمود موجهاً نحو الشمس. ومع ذلك ، خلال فصل الشتاء ، لا يتلقى القطب أي ضوء شمس على الإطلاق لأن القطب يميل بعيدًا عن الشمس.
الجو والمحيط ودرجة الحرارة
في حين أن الفرق بين متوسط درجة حرارة خط الاستواء ودرجات حرارة القطبين قد يبدو متطرفًا ، إلا أن الفرق سيكون أكبر بكثير بدون الغلاف الجوي للأرض. سوف يصبح خط الاستواء حارًا جدًا وتصبح الأعمدة أكثر برودة. تعمل الطاقة الشمسية على دفع أنماط الطقس الاستوائية وامتصاص الحرارة إلى عواصف رعدية ونقل الحرارة من الجو إلى المحيط كمطر.
تيارات الحمل الحراري في الغلاف الجوي تسبب أنماط الرياح التي تنقل الحرارة من خط الاستواء نحو القطبين. تحمل تيارات المحيط التي يتم تسخينها بواسطة طاقة الشمس حرارة من خط الاستواء نحو القطبين أيضًا. تبخر المياه السطحية والأمطار وغيرها من الأمطار والرياح والمحيطات التيارات تحرك الهواء الدافئ نحو القطبين وجلب الهواء البارد باتجاه خط الاستواء.