Температурна инверсия, наричана още термична инверсия, обръщане на нормалното поведение на температурата в тропосферата (областта на атмосферата най-близо до земната повърхност), при която слой от хладен въздух на повърхността се наслагва от слой от по-топъл въздух. (При нормални условия температурата на въздуха обикновено намалява с височината.)
Инверсиите играят важна роля при определянето на облачните форми, валежите и видимостта. Инверсията действа като капачка на движението на въздуха нагоре от слоевете отдолу. В резултат конвекцията, получена при загряване на въздух отдолу, е ограничена до нива под инверсията. Разпространението на прах, дим и други замърсители на въздуха също е ограничено. В райони, в които има силно изразена инверсия с ниско ниво, конвективните облаци не могат да нараснат достатъчно високо, за да произвеждат душове и в същото време видимостта може да бъде значително намалена под инверсията, дори и при липса на облаци, чрез натрупване на прах и частици дим. Тъй като въздухът в близост до основата на инверсията е хладен, там често има мъгла.
Инверсиите също влияят на дневните промени в температурата на въздуха. Основното нагряване на въздуха през деня се произвежда от контакта му с повърхност на земята, която е била нагрята от слънчевото излъчване. Топлината от земята се съобщава на въздуха чрез проводимост и конвекция. Тъй като инверсията обикновено контролира горното ниво, до което се пренася топлина чрез конвекция, само плитък слой въздух ще се нагрява, ако инверсията е ниска и голяма и покачването на температурата ще бъде голямо.
Има четири вида инверсии: земна, турбулентна, сгъваема и челна.
Заземен инверсия се развива, когато въздухът се охлажда при контакт с по-студена повърхност, докато стане по-хладен от атмосферата над него; това се случва най-често в ясни нощи, когато земята се охлажда бързо от радиация. Ако температурата на повърхностния въздух падне под точката на оросяване, може да се получи мъгла. Топографията значително влияе върху големината на инверсиите на земята. Ако земята е подвижна или хълмиста, студеният въздух, образуван на по-високите повърхности на земята, има тенденция да се оттича в хралупите, произвеждайки по-голяма и по-дебела инверсия над ниската земя и малко или нищо над по-високите нива.
Често се образува турбулентна инверсия, когато тихият въздух надвишава бурния въздух. В рамките на турбулентния слой вертикалното смесване пренася топлината надолу и охлажда горната част на слоя. Несмесеният въздух отгоре не се охлажда и в крайна сметка е по-топъл от въздуха отдолу; тогава съществува инверсия.
Инверсия на спускане се развива, когато се спуска широко разпространен слой въздух. Слоят се компресира и нагрява от полученото увеличение на атмосферното налягане и в резултат на това скоростта на температурата се намалява. Ако въздушната маса потъне достатъчно ниско, въздухът на по-голяма надморска височина става по-топъл, отколкото на по-ниска надморска височина, предизвиквайки температурна инверсия. Инверсиите на спускане са обичайни за северните континенти през зимата и над субтропичните океани; тези региони обикновено имат затихващ въздух, тъй като са разположени под големи центрове за високо налягане.
Фронтална инверсия се появява, когато студена въздушна маса подкопава топла въздушна маса и я повдига нагоре; предната част между двете въздушни маси след това има топъл въздух отгоре и студен въздух отдолу. Този вид инверсия има значителен наклон, докато другите инверсии са почти хоризонтални. Освен това влажността може да е висока и облаци могат да присъстват непосредствено над нея.
