Існують різкі відмінності в нагріванні й теплових особливостях поверхневих шарів грунту і верхніх шарів водних басейнів. В грунті тепло поширюється по вертикалі шляхом молекулярної теплопровідності, а в легкорухомій воді - також і внаслідок турбулентного перемішування водних шарів, тому набагато більш ефективно. Турбулентність у водоймах обумовлена течіями й хвилюваннями. Але в нічний час доби та в холодний період року до турбулентності додається ще й термічна конвекція: охолоджена на поверхні вода опускається донизу внаслідок збільшеної густини і заміщується більш теплою водою з нижніх шарів. В океанах і морях деяку роль в перемішуванні шарів і пов'язаної з цим передачі тепла відіграє також і випаровування. При значному випаровуванні з поверхні моря верхній шар води стає більш солоним і щільним, внаслідок чого вода опускається з поверхні вглиб. Крім того, радіація проникає глибше у воду в порівнянні з грунтом. Насамкінець, теплоємність води в 3-4 рази більша за теплоємність грунту, тому одна й та сама кількість тепла нагріє масу води до меншої температури, ніж таку саму масу грунту.