Dünyanın ve farklı enlemlerin aldığı radyasyon miktarı, Güneş’in açısının bir ürünüdür. Güneş doğrudan tepedeyken, Dünya’nın yüzeyinde ufka yakın olduğundan daha fazla radyasyon alınır. Dünyanın eksen eğikliği nedeniyle, belirli bir enlemde Güneş’in geliş açısı, Dünya’nın yörüngesi boyunca değişir. Güneş kışı, belirli bir yarım kürenin en az miktarda güneş enerjisi aldığı üç aya verilen isimdir.
Güneş ışınlarının Dünya’ya çarpmadan önce atmosferden geçmeleri gerekir. Işınlar atmosferden doğrudan geçerse, yani Güneş meridyendeyse, ışınların nispeten az bir kısmı emilir veya uzaya geri yansıtılır. Ekvatorun genellikle kutuplardan daha sıcak olmasının nedeni budur – çünkü Güneş daha sık tepededir. Kutuplarda, ışınlar atmosferde belli bir açıyla hareket eder ve bu nedenle çok daha fazla içinden geçmek zorundadır – bu, daha fazla radyasyonun emildiği veya geri yansıtıldığı anlamına gelir.
Benzer şekilde yüzeyde, Güneş’in açısı belirli bir alana ne kadar enerji dağıldığını etkiler. Işınlar yüzeye çarpıyorsa, maksimum miktarda enerji minimum miktarda uzayda yoğunlaşır ve bu nedenle ışınların konsantrasyonu daha fazladır. Bununla birlikte, zemin Güneş’e bir açıdaysa, aynı miktarda ışın daha büyük bir alana çarpacak ve konsantrasyonu ve dolayısıyla emilen ısı miktarını azaltacaktır.
Dünya, Güneş’in yörüngesinde dönerken döner ve bu nedenle, farklı toprak parçaları, farklı zamanlarda farklı seviyelerde güneş radyasyonu alır. Bununla birlikte, ekvator bölgeleri, yukarıda açıklanan nedenlerle ortalama olarak kutuplardan daha fazla radyasyon alacaktır. Dünya ayrıca 23.44 derecelik bir açıyla eğilir, bu da farklı yarım kürelerin farklı ısıtma dağılımları aldığı anlamına gelir. Kuzey yarımküre Güneş’e doğru eğildiğinde güney yarımküreye göre daha fazla radyasyon alır; güney yarım küre güneşe doğru eğildiğinde kuzeyden daha fazlasını alır.
Dünya yörüngesinde dönerken, Güneş’e doğru eğik olan yarım küre değişir – bu da mevsimlerin oluşmasına neden olur. Kuzey yarım kürenin güneşten en fazla eğik olduğu ve dolayısıyla en az enerji aldığı 3 ay, kuzey yarım küre için güneş kışı olarak bilinir. Güney yarımkürede güneş yaz aynı zamanda meydana gelir. Kuzeyde güneş yaz oluştuğunda (kuzey yarımküre Güneş’e doğru eğildiğinde) güneyde güneş kışı meydana gelir.