Воздух в пустыне превращается в односторонний тепловой клапан: днем он заливает поверхность солнечной энергией, а ночью позволяет этой энергии беспрепятственно утекать обратно в космос.

Под интенсивным солнечным излучением сухие песок и камень поглощают коротковолновое солнечное излучение и, благодаря низкой теплоемкости, очень быстро нагреваются. Из‑за скудной растительности и почти полного отсутствия водяной пленки на поверхности на испарение уходит совсем немного энергии. Почти вся она идет на повышение температуры поверхности, которая затем передает тепло всему, что с ней соприкасается, включая металл. Металл с его высокой теплопроводностью быстро выравнивает температуру с поверхностью, поэтому инструменты, рельсы или кузова автомобилей кажутся опасно раскаленными.

После захода Солнца физика процесса как бы переворачивается. Нагретая почва начинает излучать длинноволновое инфракрасное излучение в небо, которое из‑за низкой влажности и слабого парникового эффекта водяного пара необычно прозрачно. Облаков мало, тепловое излучение почти не возвращается обратно, и излучательное охлаждение становится главным процессом. Та же низкая теплоемкость, которая днем обеспечивала быстрое нагревание, теперь приводит к столь же быстрому остыванию: поверхность и тонкий прилегающий к ней слой воздуха быстро теряют внутреннюю энергию, и температура у самой земли падает почти до нуля, тогда как вышележащие слои атмосферы остаются теплее.

Температурная инверсия в сочетании со слабыми ветрами удерживает этот холодный воздух у поверхности. Без плотного, влажного воздуха, способного запасать тепло и служить тепловым «маховиком», не остается ничего, что могло бы сгладить суточные колебания. В итоге формируется система, в которой режим задается не «памятью» температуры воздуха, а радиационным балансом, и пустыни превращаются в естественные лаборатории с экстремальным суточным ходом температуры.