Temperaturinversion, også kaldet termisk inversion, en vending af den normale opførsel af temperatur i troposfæren (regionen af den atmosfære, der ligger nærmest Jordoverfladen), hvor et lag af kold luft ved overfladen er belagt af et lag varmere luft. (Under normale forhold falder lufttemperaturen normalt med højden.)
Inversioner spiller en vigtig rolle i bestemmelsen af skyformer, nedbør og synlighed. En inversion fungerer som en hætte på den opadgående bevægelse af luft fra lagene nedenfor. Som et resultat er konvektion produceret ved opvarmning af luft nedenunder begrænset til niveauer under inversionen. Diffusion af støv, røg og andre luftforurenende stoffer er ligeledes begrænset. I regioner, hvor der er en markant inversion på lavt niveau, kan konvektiv sky ikke vokse højt nok til at producere brusere, og på samme tid kan synligheden reduceres meget under inversionen, selv i fravær af skyer, ved ophobning af støv og røgpartikler. Fordi luft i nærheden af bunden af en inversion har en tendens til at være kølig, er der ofte tåge der.
Inversioner påvirker også daglige variationer i lufttemperatur. Den vigtigste opvarmning af luft i løbet af dagen produceres ved dens kontakt med en landoverflade, der er blevet opvarmet af solens stråling. Varme fra jorden overføres til luften ved ledning og konvektion. Da en inversion normalt vil kontrollere det øverste niveau, til hvilket varme transporteres ved konvektion, opvarmes kun et lavt luftlag, hvis inversionen er lav og stor, og temperaturstigningen vil være stor.
Der er fire slags inversioner: jorden, turbulens, forsyn og frontal.
En jordinversion udvikler sig, når luft afkøles ved kontakt med en koldere overflade, indtil den bliver køligere end den overliggende atmosfære; dette forekommer oftest på klare nætter, når jorden hurtigt afkøles ved stråling. Hvis temperaturen i overfladeluften falder under dens dugpunkt, kan der opstå tåge. Topografi påvirker i høj grad størrelsen af jordinversioner. Hvis jorden er rullende eller kuperet, har den kolde luft, der dannes på de højere landoverflader, en tendens til at dræne ind i hulerne, hvilket frembringer en større og tykkere inversion over lavt underlag og lidt eller ingen over højere højder.
En turbulens inversion dannes ofte, når stille luft ligger over turbulent luft. I det turbulente lag bærer vertikal blanding varme nedad og afkøler den øverste del af laget. Den ublandede luft ovenfor afkøles ikke og er til sidst varmere end luften nedenfor; der eksisterer derefter en inversion.
En inversion af forsænkning udvikler sig, når et udbredt lag luft falder ned. Laget komprimeres og opvarmes af den resulterende stigning i atmosfæretrykket, og som et resultat reduceres forløbstemperaturen af temperaturen. Hvis luftmassen synker lavt nok, bliver luften i større højder varmere end i lavere højder, hvilket frembringer en temperaturinversion. Svingningsinversioner er almindelige over de nordlige kontinenter om vinteren og over de subtropiske oceaner; disse regioner har generelt aftagende luft, fordi de er placeret under store højtrykscentre.
En frontal inversion opstår, når en kold luftmasse underskriver en varm luftmasse og løfter den op; fronten mellem de to luftmasser har derefter varm luft over og kold luft nedenfor. Denne slags inversion har en betydelig hældning, mens andre inversioner næsten er vandrette. Derudover kan luftfugtigheden være høj, og skyer kan være til stede umiddelbart over den.
