Солнечные лучи, когда проходят через атмосферу, теряют какую-то часть своей энергии. Причем, чем длиннее этот путь прохождения, тем больше энергии утрачивается и наоборот, энергии меньше теряется на более коротком пути.
Когда солнце находится высоко над горизонтом, его лучи падают на землю перпендикулярно, проходят через атмосферу короткий путь, то есть не рассеиваются в ней. В результате этого они освещают на поверхности земли меньшую поверхность и лучше ее обогревают. В том случае, когда угол падения солнечных лучей уменьшается, им, чтобы достичь поверхности земли, надо пройти более длинный путь и потратить на это больше энергии. Вследствие этого на единицу площади земной поверхности приходится меньше энергии и температура воздуха уменьшается.
Таким образом количество получаемого земной поверхностью от солнца тепла напрямую зависит от угла падения лучей солнца.