S obzirom na položaj planete Zemlje u odnosu na sunce i zemljinog kretanja i nagiba, sunčevi zraci ne padaju na celokupnu površinu Zemlje ravnomerno. Naime, Zemljina osa je pod uglom od 66°33′ nagnuta u odnosu na ekliptiku, dok je ekliptika pod uglom od 23°33’ nagnuta u odnosu na Sunčev ekvator.
Ovi nagibi su zapravo najuticajniji faktori koji određuju klimu na Zemlji. Za one koji ne znaju, ekliptika je zapravo orbita pod kojom se Zemlja okreće oko Sunca. To je, u stvari, ono što mi vidimo kao prividno kretanje Sunca. Inače, sve planete Sunčevog sistema se nalaze u ravni ekliptike.
Tokom cele godine, Sunce najjače obasjava sredinu Zemljine kugle, odnosno ekvator, zbog čega su ovi predeli i najsunčaniji i najtopliji tokom cele godine, a, idući već ka polovima, dnevna količina Sunca se smanjuje, a samim tim i toplota, a godišnja doba postaju izraženija.
S obzirom na to da Sunce u predelu ekvatora pada direktno pod pravim uglom, njega i uzimamo kao početnu tačku od koje dalje izdvajamo toplotne pojaseve, u odnosu na to kako Sunčevi zraci padaju na Zemljinu površinu.
Tokom leta, Sunčevi zraci padaju na Zemljinu površinu pod pravim uglom na paralelu od oko 23,5° severno od ekvatora i ona se naziva severni povratnik.
Uglovi pod kojim Sunčevi zraci padaju na Zemlju su, u suštini, i razlog zašto smo još u osnovnoj školi naučili da je na polovima tokom jedne polovine godine non stop dan, a tokom druge non stop noć. Naime, leti, Sunce se izdiže visoko iznad horizonta, ka sredini neba, dok je zimi više uz horizont.
Ovakav položaj Zemlje u odnosu na Sunce i obratno je rezultirao u različitim temperaturama u određenim periodima na različitim delovima Zemljine površine, te se celokupna površina, na osnovu ovog faktora, može podeliti na nekoliko toplotnih pojaseva.
Postoji ukupno 5 toplotnih pojaseva. Počev od najsevernijeg, to su:
- Severni hladni toplotni pojas;
- Severni umereni toplotni pojas;
- Žarki toplotni pojas;
- Južni umereni toplotni pojas;
- Južni hladni toplotni pojas.
Hladni toplotni pojasevi
Severni i južni hladni toplotni pojasevi se prostiru od poralnika, ka ekvatoru, a, zbog svog položaja, zraci sunca na ove delove planete Zemlje padaju pod veoma malim uglom. To rezultira relativno niskim temperaturama, naročito na polovima. Ovde je snežni i ledeni pokrivač stalan, a sunce izlazi svega jednom godišnje i zalazi jednom godišnje.
To znači da će sunce, odnosno svetlosti, na jednom polu biti pola godine i ovaj period se naziva polarni dan, dok će na drugoj strani, odnosno na suprotnom polu, biti konstantan mrak, odnosno polarna noć, tokom 6 meseci, nakon čega će se zameniti, te će na polu na kom je do tad trajala polarna noć biti polarni dan i obratno.
Što se više krećemo ka ekvatoru, klima je toplija, mada je tokom cele godine relativno hladno, pa su čak i leta kraća i sveža.
Hladni toplotni pojasevi imaju najsuroviju klimu, naročito polarni delovi. Tu su leta previše kratka, skoro pa neosetna, dok su zime veoma duge i temperatura iznosi uvek manje od 0°C.
U ovim delovima je i veoma visok vazdušni pritisak, a, zahvaljujući tome, godišnja količina padavina ne iznosi više od 250 mm.
Umereni toplotni pojasevi
Umereni toplotni pojasevi se, u oba slučajeva, nalaze između polarnika i povratnika. U ovom delu se razlikuju 4 godišnja doba, jer sunce pada na različite strane, te je i zagrevanje različito.
Ipak, i ovde postoje jasne razlike. Deo umerenog toplotnog pojasa blizu polarnika ima mnogo manji ugao primanja sunčevih zraka, zbog čega su zime i dalje izuzetno oštre i hladne, a leta nisu naročito topla. Idući ka povratniku, leta postaju sve duža i toplija, a zime sve blaže i kraće, da bi već u blizini povratnika, leta bila najizraženija, a zime najblaže.
U oba slučaja, i kada se radi o mestima bližim polovima i kada se radi o mestima bližim povratniku, proleće i jesen nisu toliko izraženi.
Ipak, kada se radi o središnjim delovima umerenih toplotnih pojaseva, u koje spada i Srbija, postoje 4 godišnja doba, čiji se prelaz jasno uočava, mada je postepen. Proleća su najpre hladna i kišovita i postepeno postaju sve toplija, dok jeseni počinju kišovito, a završavaju se prelaskom u hladne vetrove, leta su veoma topla, dok su zime relativno hladne i sa snežnim padavinama.
U zavisnosti od predela, razlikuju se i temperaturne amplitude. Tako je, na primer, u priobalnim delovima prosečna temperaturna amplituda 8°C, dok je u unutrašnjosti kontinenata i do 40°C.
Žarki toplotni pojas
Žarki, odnosno tropski, toplotni pojas se prostire sa obe strane ekvatora, pa sve do severnog i južnog povratnika. U ovim delovima, sunčevi zraci padaju tokom cele godine pod pravim uglom, te se ovi delovi odlikuju izuzetno visokim temperaturama tokom cele godine. Pravilne smene godišnjih doba nema jer tokom cele godine praktično traje samo leto.
Ovaj pojas je uglavnom pod uticajem monsuna i pasata i ovde se izdvajaju 3 klime: pustinjska, monsunska i tropska.
Srednja godišnja temperatura uvek prelazi 20°C, a godišnja količina padavina se računa negde između 1000 i 1500 mm.
Osim ovih 5 osnovnih, postoje još 3 toplotna pojasa:
- Ekvatorijalni toplotni pojas;
- Suptropski toplotni pojas;
- Subpolarni toplotni pojas;
- Polarni toplotni pojas
Ekvatorijalni toplotni pojas
Kao što mu i samo ime kaže, Ekvatorijalni toplotni pojas je zastupljen u predelu ekvatora, a ekvatorijalna klima je naročito izražena u slivu Amazona, na strvima Malajskog arhipelaga i u slivu Konga. Ovaj pojas se odlikuje visokim temperaturama i vlažnošću.
Prosečna godišnja temperatura u ovim krajevima iznosi između 24°C i 28°C, a, u kombinaciji sa konstantnim i obilnim padavinama, ovi predeli se mogu pohvaliti i izuzetno bujnom i raznovrsnom vegetacijom, pa, samim tim, i proizvodnjom i distribucijom različitih kultura.
Suptropski toplotni pojas
Subtropski toplotni pojas obuhvata predeo između 25° i 40° N i S i prisutan je u Kaliforniji, jugu Afrike, jugu Australije, Čileu i Sredozemlju. U ovim predelima, leta su vrela i sunčana, sa veoma malom količinom padavina, dok su zime blage i povremeno kišovite..
Suptropski toplotni pojas vlada i na jugozapadu SAD – a, na Bliskom istoku, jugozapadnoj Australiji, jugu Meksika, gde je klima suva, bez jakih padavina tokom cele godine, naročito leti, a temperature su izuzetno visoke. Sa druge strane, zime umeju da budu vlažne i prohladne.
Što se tiče Floride i primorja sredje Kine, tu vlada vlažna suptropska klima, sa toplim i kišovitim letima i hladnim suvim zimama.
Subpolarni toplotni pojas
Ovaj pojas obuhvata oblasti Kanade, Sibira i Aljaske..
Odlikuje se dugim zimama sa temperaturom ispod 0°C i niskom količinom padavina, ispod 400 mm, a leta su veoma kratka i sveža.
Polarni toplotni pojas
Polarni toplotni pojas obuhvata delove Arktika i Antarktika. Zime su duge i hladne, a godišnja količina padavina iznosi čak i manje od 250 mm. Leta skoro i da ne postoje u ovim delovima.
