Цифры, относящиеся к средним температурам параллелей, хотя и вскрывают некоторые общие закономерности, обладают тем недостатком, что отнесены они к математическим линиям на поверхности земного шара.
От этого недостатка можно освободиться, прибегнув к изучению карт изотерм. Нам достаточно будет ограничиться исследованием изотерм для января и июля, т. е. месяцев, которые в большинстве местностей на суше характеризуют самое холодное и самое тёплое время года. При этом мы будем пользоваться изотермами, не приведёнными к уровню моря.
Если бы поверхность земного шара была совершенно однородной (например, покрыта сплошной водной оболочкой) и перенос воздуха на Земле происходил бы только вдоль широтных кругов — все изотермы были бы параллельны экватору. Расположение изотерм, близкое к гипотетическому, можно наблюдать лишь в южном полушарии с его громадными океаническими пространствами. В большинстве же случаев ход изотерм чрезвычайно прихотливый, что свидетельствует о нарушении гипотетических условий нагревания.
Чем вызываются эти нарушения? Главным образом характером распределения суши и моря, рельефом и существованием постоянных или господствующих холодных и тёплых воздушных и морских течений. Вследствие этого одни места оказываются теплее, чем им надлежало бы быть по их географической широте, а другие холоднее, т. е. наблюдаются положительные и отрицательные температурные аномалии. Различие в нагревании суши и моря обусловлено соответственно их малой и большой теплоёмкостью, в силу чего суша нагревается быстрее и сильнее, чем море, но зато быстрее и глубже остывает.