1. 海洋逆温层成因
一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，可是在某些天气条件下，地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。
逆温一般按照成因的不同分类：
1、辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜空，由于地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强，日出后自下而上消失。辐射逆温的厚度可达几十米至几百米。在极地可达数千米厚。
2、平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温。多出现在秋冬季或春季，在一天中的任何时候都可能出现。冬季海洋上来的气团流到冷的下垫面上，或秋季空气由低纬度流到高纬度时，都有可能产生平流逆温。
3、地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。
4、下沉逆温：在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流，由于气流下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于副热带反气旋区。它的特点是范围大，不接地而出现在某一高度上。这种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散，如果延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响。
5、湍流逆温：由于低层的湍流混合而形成的逆温，叫做湍流逆温。
2. 海水逆温层
由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动的一种简单的形式。在日常生活中，我们也经常能够看到“热力环流”现象，比如海陆风、山谷风和城市风就是三种典型的热力环流。
1.海陆风，是指发生在海边，存在于海洋和陆地之前的风，其实海陆风现象不仅仅存在于沿海地区，在较为广阔的陆地和水域之间，都有类似的现象。
海陆风的形成是由于海水（水域）和陆地的比热不同，海水比热大，升温和降温都较慢，而陆地比热小，升温和降温都较快。白天，陆地和海洋共同升温，陆地比热小，升温快，陆地温度比海洋高，在近地面陆地上形成低压，而海洋上形成高压，风从海洋吹向陆地，称为“海风”。晚上，陆地和海洋共同降温，陆地降温快，陆地温度比海洋低，此时陆地为高压，海洋为低压，风从陆地吹向海洋，称为“陆风”。
2.山谷风，存在于山区之中，白天山坡阳光照射充足，升温快，空气做上升运动，而谷底由于阳光照射较少，气温较低，谷底上方空气做下沉运动，从而形成热力环流。白天时，我们人站在山坡上，能够感受到从谷底吹上来的风，称为“谷风”。夜晚山坡降温快，空气做下沉运动，而谷底热量聚集，较为温暖，谷底上方空气做上升运动，从而形成热力环流。夜晚时，我们人站在山坡上，能够感受到从山顶吹下来的风，称为“山风”。
3.城市风，是由于人类活动而形成的，存在于城市的市区和郊区之间，也是一种热力环流现象。城市风与海陆风、山谷风有明显的区别，那就是城市风的方向并不会像前两者那样在白天和晚上发生改变，也就是说城市风的风向是不变的。由于人类活动，城市市区人口更多，产业活动更加集中，从而形成了更多的热量，成为一个“热岛”，导致市区空气做上升运动，而郊区地区温度相对较低，空气做下沉运动。在近地面水平方向上，市区形成低压，而周围郊区形成高压，风从郊区吹向市区，形成热力环流。
3. 海洋逆温现象
南极洲气候异常寒冷、终年覆盖冰雪，为寒带冰原气候，号称世界风库、寒极、干极。全洲年平均气温为零下25℃，内陆高原平均气温为零下56℃左右，极端最低气温曾达零下89.2℃，为世界最冷的陆地。全洲平均风速17.8米/秒，沿岸地面风速常达45米/秒，最大风速可达75米/秒以上，是世界上风力最强和最多风的地区。绝大部分地区降水量不足250毫米，仅大陆边缘地区可达500毫米左右。全洲年平均降水量为55毫米，大陆内部年降水量仅30毫米左右，极点附近几乎无降水，空气非常干燥，极地高气压长年盘踞，水气少，但是因为气温长年在零度以下，所以积雪、积冰不化。有“白色荒漠”之称。
通过观察那里每年所结冰层的厚度可以了解地球大气层的污染情况。因为环绕南极洲大陆的强烈西风阻绝了臭氧层与外界交流平衡的机会，臭氧层在此地区冬春之交因阳光乍现促使空气中氟氯碳化物与臭氧分子结合，分解臭氧层，因此特别稀薄，紫外线强烈。自1980年代世界各地工业大量排放氟氯碳化物後情况加重。但一些学者另有看法，既然西风阻挡，工业国又主要在北半球，氟氯烃何以南极最多，而认为是地球磁场变弱和太阳风的杰作。
4. 形成逆温层的原因
一般情况下，在低层大气中，气温是随高度的增加而降低的。但有时在某些层次可能出现相反的情况，气温随高度的增加而升高，这种现象称为逆温。出现逆温现象的大气层称为逆温层。
冷岛效应在干旱地区的湖泊（包括水库）、绿洲地带普遍存在。由于戈壁沙漠较绿洲的比热小，在阳光照射下地面增温比绿洲、湖泊快得多，戈壁沙漠上空被加热的暖空气，通过局地环流作用输送到绿洲上空，形成一个上热下冷的逆温层，上下层空气间的热交换难以进行，下层冷空气也得以保持稳定。
5. 对流层的逆温现象
一、辐射逆温
辐射逆温是夜间因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的。
二、地形逆温
在低洼地区（谷地、盆地）因辐射冷却，冷空气沿斜坡下沉流入低洼地区形成逆温。这种逆温称为地形逆温。如天山北坡从12月——次年2月在近地层会存在一层深厚的逆温层，它的形成主要是由于冷空气受阻积累的，在形成的“冷空气湖”上有较暖的空气层。天山北坡的逆温层厚度至少有1500米，在南坡只有700米。这种冬季逆温层在青藏高原东部和北部边缘是普遍存在的。
三、平流逆温
暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温，这种逆温现象就是平流逆温。主要出现在中纬度沿海地区。
四、乱流逆温
乱流逆温是由于低层空气的乱流混合，在乱流层的顶部所形成的逆温。因乱流逆温出现在乱流混合层的顶部，所以其离地的高度随乱流层的厚薄而定；乱流强时，乱流层厚，它所在的高度就高；反之，高度就低。一般它都位于摩擦层的中上部。乱流逆温的厚度不大，一般不超过几十米。从湿度的垂直分布来看，在逆温层以下，经过强烈的乱流混合后，气层中水汽的垂直分布已比较均匀。在逆温层的底部，由于下层的水汽和杂质向上输送和温度的下降。容易产生层云和层积云。
五、下沉逆温
下沉逆温又称为压缩逆温，是由于稳定气层整层空气下沉压缩增温而形成的逆温。在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流，由于气流下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于副热带反气旋区。它的特点是范围大，不接地而出现在某一高度上。这种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散，如果延续时间较长，对污染物的扩散会造成很不利的影响。
六、锋面逆温
锋面逆温是由于锋面上下冷暖空气的温度差异而形成的逆温。这种逆温层是随锋面的倾斜而成倾斜状态。又由于锋是从地面向冷空气方向倾斜的，因此，锋面逆温只能在冷气团所控制的地区内观测到。锋面逆温离地的高度与观测点相对于锋线的位置有关，距地面锋线越近，逆温层的高度越低；反之越高。