Радиационные инверсии в нижнем слое воздуха наблюдаются в основном на суше и над морскими районами, сплошь покрытыми льдами. Эти инверсии возникают в результате охлаждения подстилающей поверхности за счет длинноволнового излучения. Особенно сильные приземные инверсии возникают при ясном небе и слабом ветре. Вместе с охлаждением земной поверхности происходит понижение температуры и в прилегающем к ней слое воздуха. Подобные условия встречаются летом только в ночное время, а зимой они могут сохраняться и днем. Мощность суточных инверсий колеблется от 5–10 м до сотен метров. Зимние инверсии по высоте достигают 2–3 км. Радиационные инверсии часто сопровождаются туманами, носящими название радиационных.
Адвективные инверсии образуются как над сушей, так и над морем, когда теплая воздушная масса перемещается на холодную подстилающую поверхность. По своей интенсивности эти инверсии уступают радиационным, и их мощность редко достигает нескольких сотен метров. Характерным примером таких инверсий являются инверсии, образующиеся при перемещении теплого воздуха на холодное течение (например, Лабрадорское, Ойя-Сио) или с открытых морских районов на районы, покрытые льдом (у границы льдов). Часто эти инверсии сопровождаются адвективными туманами.
Суточный и годовой ход радиации, падающей на земную поверхность, приводит к тому, что и температура этой поверхности имеет суточные и годовые колебания. Вслед за этими изменениями происходит изменение температуры приземных слоев атмосферы. Наибольшие колебания температуры наблюдаются в самых нижних слоях тропосферы. По мере удаления от земной поверхности происходит уменьшение амплитуд колебаний температуры и запаздывание фаз этих колебаний.
Над сушей суточный ход температуры воздуха напоминает синусоиду с минимумом около времени восхода Солнца и максимумом около 14–15 часов местного времени.
Суточный ход температуры воздуха над морем обусловливается конвективными и турбулентными процессами и, следовательно, зависит от суточного хода температуры поверхности моря. Суточные колебания температуры в воде распространяются на глубину порядка десятков метров, а в почве – менее чем на 1 м. Годовые колебания температуры в воде распространяются на глубину сотен метров, а в почве – только на 10–20 м. Вместе с тем амплитуда суточных колебаний температуры поверхности воды в 10–100 раз меньше, чем поверхностных слоев почвы, и поэтому амплитуда суточных колебаний температуры воздуха над океаном также небольшая. Наименьшие амплитуды суточного хода температуры воздуха приходятся на зиму (0,2 градуса на широте 64 градуса), наибольшая – на лето (1,5 градуса на широте 36 градусов).
Годовой ход температуры воздуха над морем в среднем параллелен годовому ходу температуры поверхности моря. Отклонения наблюдаются лишь в первые летние месяцы, когда