Trong đại dương rộng lớn, tầng nhiệt điện (hay tầng nhiệt điện, lớp kim loại) là một lớp riêng biệt được đặc trưng bởi sự thay đổi nhiệt độ đáng kể ở những độ sâu cụ thể. Những lớp như vậy không chỉ đặc trưng của vùng nhiệt đới mà còn có thể được tìm thấy ở nhiều vùng nước khác nhau. Khi các mùa, vĩ độ và kinh độ thay đổi, sự hình thành và biến đổi của các tầng nước này vô cùng phức tạp.
Điều kiện môi trường, biến đổi khí hậu và ảnh hưởng của dòng nước đều là những yếu tố chính ảnh hưởng đến độ sâu và độ dày của tầng nhiệt điện.
Trong đại dương, tầng nhiệt điện thường nằm bên dưới lớp hỗn hợp. Dưới ánh sáng mặt trời, nước mặt hấp thụ một lượng lớn nhiệt năng, làm tăng nhiệt độ của nước mặt. Hiện tượng này đặc biệt dễ nhận thấy vào ban ngày, còn sự mát mẻ xảy ra vào ban đêm do thất thoát bức xạ. Tác động của sóng trộn lẫn nước gần bề mặt với nước sâu và sự trộn lẫn này thường dẫn đến nhiệt độ tương đối đồng đều trong 100 mét đầu tiên.
Nhiệt độ giảm dần theo độ sâu và ở vùng nhiệt đới, lớp này thường tồn tại bán cố định. Tuy nhiên, ở các vùng ôn đới, sự hiện diện của tầng nhiệt quyển có thể thay đổi, trong khi ở các vùng cực nó có thể tương đối nông hoặc thậm chí không tồn tại.
Sự hiện diện của tầng nhiệt tạo ra sự thay đổi về độ dốc vận tốc âm thanh, điều này rất quan trọng đối với hoạt động của tàu ngầm vì nó phản ánh sóng siêu âm hoạt động và các tín hiệu âm thanh khác.
Thần nhiệt trong đại dương cũng thay đổi do ảnh hưởng theo mùa. Sự thay đổi này đặc biệt rõ rệt ở các vĩ độ trung bình, nơi không khí lạnh vào mùa đông đưa nhiệt quyển xuống vùng nước sâu hơn, trong khi không khí ấm áp vào mùa hè đưa nhiệt quyển trở lại. Đối với các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, tầng nhiệt càng trở nên yếu hơn trong mùa hè.
Khí quyển ở các vùng cực có tính chất theo mùa chứ không phải cố định, do nước bề mặt luôn ấm hơn, hình thành các cấu trúc nhiệt quyển khác nhau.
Trong các hồ, tầng nhiệt điện cũng được thể hiện rõ ràng dưới dạng cấu trúc phân lớp, đặc biệt ở những vùng có khí hậu lạnh hơn. Vào mùa hè, nước ấm hơn nổi lên trên lớp nước mát hơn, sâu hơn, được ngăn cách bởi một lớp nhiệt. Một hệ thống ổn định như vậy khiến cho sự tương tác giữa nước nóng và nước lạnh gần như không thể xảy ra, thậm chí dẫn đến sự cạn kiệt dần lượng oxy bên dưới tầng nhiệt điện.
Khi mùa đông đến, mặt nước dần nguội đi, cuối cùng băng hình thành và lớp nhiệt của hồ cũng thay đổi theo. Nước lạnh hơn, đậm đặc hơn chìm xuống đáy hồ, trong khi nước ít đậm đặc hơn dâng lên, tạo ra cấu trúc nhiệt quyển mới.
Trong khí quyển, nó cũng có thể được nhìn thấy ở tầng nhiệt điện, đặc biệt là ở ranh giới giữa tầng đối lưu và tầng đối lưu. Ban ngày, mặt trời làm nóng mặt đất, sau đó không khí ấm bốc lên tạo thành lớp đảo ngược. Tình trạng này cũng ảnh hưởng tới tình trạng ô nhiễm tiếng ồn trong khu vực, đang được cân nhắc trong quy hoạch đô thị.
Hiện tượng các lớp đảo ngược cho thấy tác động tương tự như tầng nhiệt trong khí quyển, mang đến những triển vọng mới cho việc quản lý tiếng ồn đô thị.
Nhiệt quyển có vị trí và vai trò đặc biệt đối với các đại dương, hồ và khí quyển. Sự hình thành và biến đổi của nhiệt quyển trong các môi trường khác nhau tạo nên một bức tranh thiên nhiên phức tạp và tuyệt vời. Điều này cũng khiến chúng ta bắt đầu suy nghĩ xem mức độ này có tác động gì đến hệ sinh thái và biến đổi khí hậu?