Los polos fríos españoles a menudo tenen amplitudes térmicas diarias superiores a 30 ºC. Esta oscilación térmica tan exagerada, que supera en 10 ºC o 15 ºC las amplitudes de ciudades importantes, es producida por la fuerte inversión térmica nocturna y matinal. Así, en las primeras horas de la madrugada y por la noche en las noches serenas y calmas, en la capa límite que tiene un grosor de pocos cientos de metros hay un fuerte enfriamiento del suelo que se contagia al aire de estos polos fríos, con inversiones térmicas que pueden superar los 20 ºC respecto al aire superior, que puede estar a 300 o 400 metros o en la misma altitud de los polos fríos, a 850 hPa, 1.500 metros de altitud aproximadamente. Durante el día la radiación solar calienta mucho las superficies de estas zonas, a menudo con muy poca vegetación, y rompe la inversión térmica. Hay estudios que demuestran que cuanto más fuerte es la inversión térmica en la noche más elevada es la amplitud térmica siempre que se trate de días serenos y sin niebla. Al romperse la inversión térmica en estos lugares con vientos flojos o encalmados y sin demasiados obstáculos que hagan sombra al terreno se recalientan mucho. Las temperaturas máximas pueden ser cercanas a los 20 ºC y las mínimas en algunos días puntuales se acercan a los -15 ºC. Hay que remarcar la gran variabilidad térmica de las zonas rurales de España donde están los polos fríos, como se observan en las termografías, donde se observa la distribución espacial de la temperatura en lugares cercanos. Las áreas que son complejas desde el punto de vista topográfico hay un verdadero mosaico térmico con gradientes térmicos horizontales que superan los 5 ºC/Km. Por lo tanto, cuando analizamos las temperaturas de un territorio no es extraño que haya variaciones de temperatura en 5 o 6 km que superen los 10 ºC y no siempre serán por causa antrópica, sino por causas naturales.
