Perbedaan suhu dari kutub ke khatulistiwa bergantung pada energi Matahari dan energi yang dipertahankan dalam sistem Bumi. Ada kalanya Bumi tidak memiliki tudung es kutub atau gurun, dan ada kalanya es mengubur sebagian besar permukaan Bumi.
Bahkan perubahan kecil dalam keseimbangan energi Bumi berdampak pada suhu di khatulistiwa, kutub, dan setiap tempat di antaranya.
Cuaca Khatulistiwa
Khatulistiwa menerima sinar matahari paling langsung dan karena itu energi matahari paling banyak. Secara umum, zona iklim antara garis lintang 15 derajat utara dan 15 derajat selatan (15°LU dan 15°S) memiliki suhu rata-rata di atas 64°F (18°C). Perbedaan suhu siang-malam umumnya lebih besar daripada perbedaan suhu antara bulan terhangat dan terdingin di khatulistiwa. Ketinggian dan pola cuaca seperti badai petir juga memengaruhi suhu khatulistiwa setempat.
Selama musim panas, suhu di kutub utara rata-rata 32°F (0°C) sedangkan suhu di kutub selatan rata-rata −18°F (−28.2°C). Selama musim dingin, suhu di kutub utara rata-rata −40°F (−40°C) tetapi suhu di kutub selatan rata-rata −76°F (−60°C). Geografi mengontrol perbedaan suhu antara kutub utara dan selatan.
Kutub utara terletak di lautan sedangkan kutub selatan terletak pada massa benua yang dikelilingi oleh lautan. Air laut di bawah tutup es Arktik sedikit lebih hangat daripada es dan menghangatkan udara di atasnya. Massa daratan Antartika, bagaimanapun, mengurangi pengaruh lautan. Ketinggian rata-rata Antartika, sekitar 7.500 kaki (2,3 kilometer), juga menurunkan suhu di kutub selatan.
Kelengkungan dan Temperatur Bumi
Kelengkungan Bumi menyebabkan energi Matahari menyebar ke wilayah yang lebih luas dengan bertambahnya garis lintang. Semakin besar luas daratan energi menyebar, semakin rendah energi per satuan luas.
Pada akhirnya, suhu di suatu daerah bergantung pada jumlah energi Matahari yang mencapai permukaan di daerah tersebut. Jumlah energi matahari di area tertentu lebih besar di ekuator daripada di area yang sama di kutub, itulah sebabnya suhu ekuator lebih hangat daripada suhu kutub.
Kemiringan Aksial dan Energi Matahari
Sumbu Bumi miring kira-kira 23,5° dari vertikal relatif terhadap bidang orbit Bumi mengelilingi matahari. Kemiringan sumbu ini berarti bahwa selama perjalanan Bumi mengelilingi matahari, kutub menerima jumlah sinar matahari yang bervariasi. Khatulistiwa, bagaimanapun, menerima sinar matahari yang relatif konsisten sepanjang tahun. Konsistensi energi berarti suhu ekuator relatif konstan sepanjang tahun.
Daerah kutub, di sisi lain, menerima lebih sedikit energi Matahari dan hanya menerima energi itu selama sebagian tahun. Pada garis lintang yang lebih tinggi dari 60°N dan 60°S, energi Matahari menyebar ke area yang luas karena kelengkungan dan kemiringan sumbu Bumi. Lebih sedikit energi per satuan luas berarti suhu keseluruhan lebih rendah.
Kemiringan sumbu berarti bahwa setiap kutub menerima sinar matahari konstan selama musim panas ketika kutub menunjuk ke arah Matahari. Namun, selama musim dingin, kutub tidak menerima sinar matahari sama sekali karena kutub miring menjauhi Matahari.
Atmosfer, Lautan, dan Suhu
Meskipun perbedaan antara suhu rata-rata khatulistiwa dan suhu di kutub tampak ekstrem, perbedaannya akan jauh lebih besar tanpa adanya atmosfer Bumi. Khatulistiwa akan menjadi sangat panas dan kutub menjadi lebih dingin. Energi matahari mendorong pola cuaca khatulistiwa, menyerap panas menjadi badai petir dan mentransfer panas dari atmosfer ke laut sebagai hujan.
Arus konveksi di atmosfer menyebabkan pola angin yang memindahkan panas dari khatulistiwa menuju kutub. Arus laut yang dihangatkan oleh energi matahari juga membawa panas dari khatulistiwa menuju kutub. Penguapan air permukaan, hujan dan presipitasi lainnya, angin dan arus laut menggerakkan udara hangat menuju kutub dan membawa udara dingin menuju khatulistiwa.
mesutmerve/iStock/GettyImages
