Всентябре и марте высота солнца над горизонтом, а, следовательно, и угол падения солнечных лучей одинаковы. почему же в москве средние месячные температура этих месяцев существенно различаются: в марте она ниже - 6° с, а в сентябре выше -8° с?

Ну, это все потому, что атмосфера ( а еще больше влияющая на нее гидросфера ) инертна и нагревается и остывает постепенно. Помимо этого, в сентябре почва и водоемы нагреты за лето и отдают свое тепло в атмосферу, в марте значительная часть солнечного тепла отражается от снега или тратится на его таяние.