La tierra sustenta la vida de forma natural gracias a la distribución desigual de la tierra y el agua. En algunos lugares, la tierra está rodeada de grandes cuerpos de agua que influyen en las condiciones climáticas diarias. Conocer estas interacciones tierra-mar también puede ayudarlo a comprender por qué algunos de sus lugares de vacaciones tropicales favoritos a menudo experimentan tormentas eléctricas por la tarde.
El calentamiento desigual de la tierra y el agua conduce a la creación de frentes. Un límite frontal es una línea divisoria entre dos masas de aire diferentes. Los frentes también pueden marcar la posición de un clima inestable, como tormentas eléctricas. La fuerza del frente depende de qué tan grande sea la diferencia de temperatura. Los frentes pueden ser cálidos o fríos e incluso estacionarios. Algunos frentes pueden ocurrir en escalas más pequeñas y son impulsados por interacciones tierra-mar. Estas interacciones ocurren en lugares donde la tierra se encuentra con grandes masas de agua, como un océano.
Durante el día, la superficie de la Tierra se calienta rápidamente al recibir la radiación solar entrante. Cuando la tierra absorbe la radiación solar, se calienta rápidamente, formando aire cálido menos denso y ascendente y de baja presión. Las aguas oceánicas más frías y densas generan aire a alta presión, que comienza a fluir hacia áreas de baja presión. El aire que fluye hacia la tierra crea un límite llamado frente de brisa marina, que con frecuencia resulta en fuertes lluvias y actividad de tormentas eléctricas. Las brisas marinas son más significativas durante la primavera y el verano, cuando la calefacción diaria es máxima.
Cuando el calentamiento solar del sol se desvanece por la noche, la temperatura de la superficie terrestre disminuye rápidamente. A diferencia de la superficie terrestre, los cuerpos de agua tienden a cambiar de temperatura muy lentamente. Por la noche, las temperaturas más frías sobre la tierra crean un aire que se hunde más denso y de alta presión. Sobre el océano, el agua más cálida crea aire cálido menos denso y baja presión, lo que conduce a un desequilibrio térmico. Luego, el aire fluye de la tierra al mar, lo que resulta en una brisa terrestre. Si la temperatura del agua es más alta que la temperatura de la tierra, la atmósfera puede intentar igualarse, lo que a menudo resulta en precipitaciones en el mar.
Debido a las propiedades físicas de cómo la superficie interactúa con la atmósfera, los humanos han amplificado el calentamiento diferencial a pequeña escala. La isla de calor urbano es un efecto que ocurre a menudo en áreas metropolitanas densamente pobladas. Esto se debe a la construcción de edificios y carreteras que modifican la superficie natural de la Tierra. Cuando una superficie se modifica de esta manera, se pueden cambiar sus propiedades de absorción y emisión de calor. Esto también puede influir en el clima asociado con la brisa marina existente y los frentes de brisa terrestre al aumentar las precipitaciones.