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ध्रुव से भूमध्य रेखा तक तापमान का अंतर सूर्य की ऊर्जा और पृथ्वी प्रणालियों में बरकरार ऊर्जा पर निर्भर करता है। ऐसे समय आए हैं जब पृथ्वी के पास ध्रुवीय बर्फ की टोपी या रेगिस्तान नहीं हैं और ऐसे समय आए हैं जब बर्फ पृथ्वी की सतह के बहुत नीचे दब गई है।
पृथ्वी के ऊर्जा संतुलन में भी छोटे बदलाव भूमध्य रेखा, ध्रुवों और बीच में हर स्थान पर तापमान को प्रभावित करते हैं।
भूमध्य रेखा मौसम
भूमध्य रेखा सबसे अधिक प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश और इसलिए सबसे अधिक सौर ऊर्जा प्राप्त करती है। सामान्य तौर पर, 15 डिग्री उत्तर और 15 डिग्री दक्षिण (15 ° N और 15 ° S) अक्षांश के बीच के जलवायु क्षेत्र में औसत तापमान 64 ° F (18 ° C) से ऊपर होता है। दिन-रात के तापमान का अंतर आमतौर पर भूमध्यरेखीय गर्म और ठंडे महीनों के बीच तापमान के अंतर से अधिक होता है। गरज की तरह ऊंचाई और मौसम के पैटर्न स्थानीय भूमध्य रेखा के तापमान को भी प्रभावित करते हैं।
गर्मियों के दौरान, उत्तरी ध्रुव पर तापमान औसत 32 ° F (0 ° C) होता है, जबकि दक्षिणी ध्रुव पर औसत तापमान (18 ° F (F28.2 ° C) होता है। सर्दियों के दौरान, उत्तरी ध्रुव पर तापमान औसत तापमान F40 ° F ()40 ° C) होता है, लेकिन दक्षिणी ध्रुव पर तापमान (76 ° F (−60 ° C) होता है। भूगोल उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों के बीच तापमान के अंतर को नियंत्रित करता है।
उत्तरी ध्रुव समुद्र में स्थित है जबकि दक्षिणी ध्रुव महासागर से घिरे एक महाद्वीपीय द्रव्यमान पर स्थित है। आर्कटिक आइस कैप के नीचे समुद्र का पानी बर्फ की तुलना में थोड़ा गर्म होता है और ऊपर की हवा को गर्म करता है। अंटार्कटिका का भूमि द्रव्यमान, हालांकि महासागर के प्रभाव को कम करता है। अंटार्कटिका की औसत ऊँचाई, लगभग 7,500 फीट (2.3 किलोमीटर) भी दक्षिणी ध्रुव पर तापमान कम करती है।
पृथ्वी वक्रता और तापमान
पृथ्वी की वक्रता बढ़ती हुई अक्षांशों के साथ सूर्य की ऊर्जा को बड़े क्षेत्रों में फैलाने का कारण बनती है। जितनी अधिक भूमि क्षेत्र में ऊर्जा फैलती है, उतनी ही कम ऊर्जा प्रति इकाई क्षेत्र में फैलती है।
अंतत: किसी क्षेत्र में तापमान उस क्षेत्र में सतह तक पहुंचने वाली सूर्य ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर करता है। किसी दिए गए क्षेत्र में सौर ऊर्जा की मात्रा ध्रुवों पर एक समान क्षेत्र की तुलना में भूमध्य रेखा पर अधिक होती है, यही वजह है कि भूमध्य रेखा का तापमान ध्रुवीय तापमान से अधिक गर्म होता है।
अक्षीय झुकाव और सूर्य ऊर्जा
पृथ्वी की धुरी सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की कक्षा के समतल के सापेक्ष लगभग 23.5 ° झुकी हुई है। इस अक्षीय झुकाव का अर्थ है कि सूर्य के चारों ओर पृथ्वी की यात्रा के दौरान ध्रुवों को अलग-अलग मात्रा में सूर्य का प्रकाश प्राप्त होता है। भूमध्य रेखा, हालांकि, पूरे साल अपेक्षाकृत सुसंगत धूप प्राप्त करता है। ऊर्जा की स्थिरता का अर्थ है कि भूमध्य रेखा का तापमान पूरे वर्ष अपेक्षाकृत स्थिर रहता है।
दूसरी ओर, ध्रुवीय क्षेत्र, सूर्य ऊर्जा के कम प्राप्त करते हैं और केवल वर्ष के भाग के लिए ही उस ऊर्जा को प्राप्त करते हैं। 60 ° N और 60 ° S से अधिक अक्षांशों पर पृथ्वी की वक्रता और अक्षीय झुकाव के कारण सूर्य की ऊर्जा बड़े क्षेत्रों में फैलती है। प्रति इकाई क्षेत्र में कम ऊर्जा का मतलब है कम समग्र तापमान।
अक्षीय झुकाव का मतलब है कि प्रत्येक ध्रुव अपनी गर्मी के दौरान लगातार सूर्य का प्रकाश प्राप्त करता है जब ध्रुव सूर्य की ओर इंगित किया जाता है। हालांकि, सर्दियों के दौरान, ध्रुव को बिल्कुल भी धूप नहीं मिलती है क्योंकि ध्रुव सूर्य से दूर झुका हुआ होता है।
वायुमंडल, महासागर और तापमान
जबकि औसत भूमध्य रेखा के तापमान और ध्रुवों के तापमान के बीच का अंतर अत्यधिक लग सकता है, यह अंतर पृथ्वी के वायुमंडल के बिना बहुत अधिक होगा। भूमध्य रेखा बहुत गर्म हो जाती है और ध्रुव भी ठंडा हो जाता है। सौर ऊर्जा, भूमध्य रेखा के मौसम के मिजाज को भड़काती है, गरज के साथ गर्मी को अवशोषित करती है और वर्षा के रूप में वायुमंडल से महासागर में गर्मी स्थानांतरित करती है।
वायुमंडल में संवहन धाराएँ हवा के पैटर्न का कारण बनती हैं जो भूमध्य रेखा से ऊष्मा को ध्रुवों की ओर ले जाती हैं। सूर्य की ऊर्जा से गर्म होने वाली महासागरीय धाराएं भूमध्य रेखा से ऊष्मा को ध्रुवों की ओर ले जाती हैं। सतह के पानी, बारिश और अन्य वर्षा का वाष्पीकरण, हवा और समुद्र की धाराएं गर्म हवा को ध्रुवों की ओर ले जाती हैं और भूमध्य रेखा की ओर ठंडी हवा लाती हैं।