عندما تنخفض درجة حرارة الهواء الى ما دون صفر مئوية، يمكن أن تحدث عضة البرد، إذ يحتوي الجلد على طبقة من الهواء العازل حوله، وعندما تتسبب الرياح باضطراب تلك الطبقة العازلة، يصبح فقدان الحرارة أسرع ويتسبب في تجمد الجلد. تؤدي قضمة الصقيع أحياناً الى موت الجلد أو الأنسجة الرخوة الأخرى.

تنخفض درجة الحرارة في التروبوسفير من متوسط يقارب ١٥ درجة عند مستوى البحر إلى نحو ٥٥ درجة تحت الصفر قرب أعلاها، ثم ترتفع داخل الستراتوسفير، وتنخفض مجددًا في الميزوسفير، وتزداد بشدة في الثرموسفير. ولا تعني الأرقام العالية في الطبقات العليا أن الهواء قادر على تسخين الأجسام سريعًا بسبب شدة تخلخله.

الغلاف الأوسط طبقة من طبقات الغلاف الجوي تنخفض فيها درجة الحرارة مع الارتفاع، وتقع فوق الطبقات السفلى المعروفة. تظهر فيها رياح قوية وحركات هوائية معقدة، ويمكن الاستدلال على طبيعتها من آثار الشهب التي تعبرها ومن بعض الغيوم العالية النادرة. وتعد هذه الطبقة مهمة في فهم بنية الغلاف الجوي وانتقال الطاقة والحركة بين طبقاته.

يتشكل الصقيع عندما تنخفض درجة حرارة الأسطح إلى ما دون درجة التجمد، فيتحول بخار الماء مباشرة إلى بلورات جليدية دون المرور بالحالة السائلة، أو يتجمد الندى المتكون سابقًا. وتغطي هذه البلورات النباتات والأجسام بطبقة بيضاء قد تبدو جميلة، لكنها قد تسبب أضرارًا كبيرة للمحاصيل الزراعية الحساسة لانخفاض درجات الحرارة.

ترتفع درجات الحرارة تدريجيًا كلما ازداد العمق داخل الوشاح، وقد تصل في أجزائه السفلية إلى نحو ٣٠٠٠ درجة مئوية، إلا أن الضغط الهائل يمنع معظم صخوره من الانصهار الكامل.