На области, близкие к экватору, падают лучи Солнца почти перпендикулярно. А у полюсов лучи почти скользят по поверхности. Так как, согласно физике, освещенность убывает при изменении угла падения от 0 до 90 градусов, то вот и получается похолодание при перемещении от экватора к полюсам.