1. Ledning: Dette er overførsel af varme gennem direkte kontakt mellem molekyler. Når overfladen varmer op, vibrerer dens molekyler hurtigere og overfører energi til luftmolekylerne i direkte kontakt. Dette er mest effektivt til overførsel af varme til de nedre luftlag, men dens indflydelse mindskes hurtigt med højden.
2. Konvektion: Dette involverer bevægelse af opvarmede væsker (i dette tilfælde luft) fra et sted til et andet. Når overfladen varmer, opvarmes luften, der støder op til den, også op og udvides og bliver mindre tæt. Denne varmere, mindre tætte luft stiger, mens køligere, tættere luft ovenfra dræner for at erstatte den, hvilket skaber en cyklus af stigende og synkende luft kaldet konvektionsstrømme. Dette er en meget mere effektiv proces end ledning til overførsel af varme opad, især over længere afstande.
3. Stråling: Alle objekter udsender elektromagnetisk stråling med intensiteten og bølgelængden af strålingen afhængigt af objektets temperatur. Solen, der er meget varm, udsender for det meste synligt lys og næsten infrarød stråling. Jorden, der er meget køligere, udsender for det meste infrarød stråling. Overfladen absorberer solstråling og genemitterer den som infrarød stråling, som derefter absorberes af luften ovenfor. Denne proces er især vigtig om natten, når overfladen afkøles.
Faktorer, der påvirker energioverførsel:
* overfladetype: Forskellige overflader har forskellige evner til at absorbere og genemitere stråling. For eksempel absorberer mørke overflader mere solstråling end lette overflader, og vandoverflader absorberer mere varme end jordoverflader.
* vindhastighed: Vind kan forbedre overførslen af varme ved konvektion, da den blander varmere luft fra lavere niveauer med køligere luft fra højere niveauer.
* skyafdækning: Skyer kan afspejle den indkommende solstråling, hvilket reducerer mængden af energi, der når overfladen. De kan også fange udgående infrarød stråling og holde overfladen varmere.
* lufttemperatur og fugtighed: Disse faktorer påvirker luftens densitet og dens evne til at absorbere og fastholde varme.
Disse tre mekanismer arbejder sammen for at overføre energi fra overfladen til luften over den og spiller en afgørende rolle i bestemmelsen af temperatur- og vejrmønstrene i vores atmosfære.