Thermocline può anche essere osservato nei laghi. Nei climi più freddi, questo porta a un fenomeno chiamato stratificazione. Durante l’estate, l’acqua calda, che è meno densa, siederà sopra l’acqua più fredda, più densa e più profonda con un termoclino che li separa. Lo strato caldo è chiamato epilimnion e lo strato freddo è chiamato ipolimnion. Poiché l’acqua calda è esposta al sole durante il giorno, esiste un sistema stabile e si verifica pochissima miscelazione di acqua calda e acqua fredda, in particolare con tempo calmo.
Le scale sono utilizzate per associare ogni sezione della stratificazione alle loro corrispondenti profondità e temperature. La freccia viene utilizzata per mostrare il movimento del vento sulla superficie dell’acqua, che avvia il turnover nell’epilimnion e nell’ipolimnion.
Un risultato di questa stabilità è che mentre l’estate si consuma, c’è sempre meno ossigeno sotto il termoclino poiché l’acqua sotto il termoclino non circola mai in superficie e gli organismi nell’acqua esauriscono l’ossigeno disponibile. Con l’avvicinarsi dell’inverno, la temperatura dell’acqua superficiale diminuirà mentre il raffreddamento notturno domina il trasferimento di calore. Viene raggiunto un punto in cui la densità dell’acqua superficiale di raffreddamento diventa maggiore della densità dell’acqua profonda e il ribaltamento inizia quando l’acqua superficiale densa si sposta verso il basso sotto l’influenza della gravità. Questo processo è aiutato dal vento o da qualsiasi altro processo (correnti per esempio) che agita l’acqua. Questo effetto si verifica anche nelle acque artiche e antartiche, portando l’acqua in superficie che, sebbene a basso contenuto di ossigeno, è più alta in nutrienti rispetto all’acqua superficiale originale. Questo arricchimento di nutrienti superficiali può produrre fioriture di fitoplancton, rendendo queste aree produttive.
Mentre la temperatura continua a scendere, l’acqua sulla superficie potrebbe diventare abbastanza fredda da congelare e il lago / oceano inizia a ghiacciare. Un nuovo termoclino si sviluppa dove l’acqua più densa (4 °C (39 °F)) affonda verso il basso e l’acqua meno densa (acqua che si avvicina al punto di congelamento) sale verso l’alto. Una volta che questa nuova stratificazione si stabilisce, dura fino a quando l’acqua si scalda abbastanza per il “turnover primaverile”, che si verifica dopo che il ghiaccio si scioglie e la temperatura dell’acqua superficiale sale a 4 °C. Durante questa transizione, si può sviluppare una barra termica.
Le onde possono verificarsi sul termoclino, causando l’oscillazione della profondità del termoclino misurata in una singola posizione (di solito come forma di seiche). In alternativa, le onde possono essere indotte dal flusso su un fondo rialzato, producendo un’onda termoclina che non cambia con il tempo, ma varia in profondità man mano che ci si muove dentro o contro il flusso.