Количество света и тепла, получаемого земной поверхностью, действительно убывает от экватора к полюсам. Это объясняется несколькими факторами, связанными с геометрией Земли и её вращением вокруг Солнца.
Угол падения солнечных лучей: На экваторе Солнце в зените находится дважды в год в дни равноденствий, и солнечные лучи падают почти перпендикулярно к поверхности. Это означает, что энергия лучей распределяется на меньшей площади, и поэтому тепла и света больше. Чем дальше от экватора к полюсам, тем меньше угол падения солнечных лучей, тем они более "наклонны" и распределяют свою энергию на более большую площадь, уменьшая интенсивность освещения и нагрева.
Продолжительность дня: К продолжительности дня также применимы закономерности, связанные с углом наклона земной оси и орбитой вокруг Солнца. На полюсах летом дни могут быть очень длинными (полярный день), даже 24 часа в сутки, но солнце никогда не поднимается высоко над горизонтом, и его лучи остаются слабыми. Зимой же полюса испытывают полярную ночь, когда солнце не появляется над горизонтом вовсе. На экваторе же день и ночь почти всегда равны (примерно по 12 часов), и солнце всегда высоко в небе, что обеспечивает максимальное количество света и тепла в течение всего года.
Атмосферное рассеивание и поглощение: Свет и тепло от солнца при прохождении через атмосферу Земли частично поглощаются и рассеиваются. При более наклонном угле падения лучей, как это происходит ближе к полюсам, солнечные лучи проходят через более толстый слой атмосферы, что приводит к большему рассеиванию и поглощению, и соответственно, к уменьшению количества достигающего Землю света и тепла.
Эти факторы объединяются, чтобы создать значительные различия в климатических условиях между экваториальными, умеренными и полярными зонами.