W dużych i głębokich jeziorach i zbiornikach wodnych obserwowane są wyraźne zmiany rozkładu temperatury wody w profilu pionowym w ciągu roku. Aby je zrozumieć należy zwrócić uwagę na kolejną, bardzo istotną właściwość wody słodkiej: osiąga ona największą gęstość przy temperaturze 4ºC.
Ryc. 7. Średnie miesięczne profile pionowe temperatury wody w jeziorze Halstatt
Źródło: Geiger i in. 1995
Jesień:
Do powierzchni ziemi dopływa znacznie mniej energii słonecznej niż latem, woda przy powierzchni jeziora ochładza się, staje się gęstsza i opada na dno, w końcu woda w całym profilu osiąga stan izotermii lub homotermii jeziora, czyli temperatura w całym profilu jest taka sama. Zmiany te pokazują na rysunku linie oznaczające profil termiczny we wrześniu, październiku i listopadzie.
Zima:
Następuje dalsze oziębianie wody w całym profilu, gdyż dopływ energii słonecznej jest najniższy w roku [patrz linie dla grudnia i stycznia na rysunku]. Najbardziej wychładza się woda w warstwie przypowierzchniowej, ale nie opada ona niżej, bo jest mniej gęsta, a zatem lżejsza, niż woda o temperaturze 4ºC, więc pozostaje w górnej części jeziora. W końcu wytwarza się sytuacja, kiedy wraz ze wzrostem głębokości obserwujemy wzrost temperatury wody, co pokazuje na rysunku linia dla lutego.
Wiosna:
Wzrasta dopływ promieniowania słonecznego i woda ogrzewa się w warstwie przypowierzchniowej. Wzrasta jej gęstość, co powoduje opadanie aż do momentu jak znowu osiągnięty jest stan homotermii jeziora, co pokazuje na rysunku linia dla marca. Następnie woda w całym profilu zaczyna się ogrzewać, ale proces ten przebiega znacznie intensywniej w warstwie przypowierzchniowej niż w warstwie przydennej (patrz linie dla kwietnia i maja).
Lato:
Woda w warstwie przypowierzchniowej nadal ogrzewa się i jako mniej gęsta i lżejsza od wody chłodnej, zalegającej głębiej, pozostaje na górze, natomiast w warstwie poniżej temperatura wody gwałtownie spada (patrz linie dla czerwca, lipca i sierpnia). Jest to tzw. warstwa skoku termicznego. Latem, odwrotnie niż zimą, czym głębiej tym woda jest chłodniejsza.
Zjawisko skoku termicznego może być bardzo niebezpieczne dla osób kąpiących się w jeziorach, a zwłaszcza skaczących i nurkujących, czyli przemieszczających się w krótkim czasie przez warstwy wody o różnej temperaturze. Skok bez odpowiedniego przygotowania organizmu może skończyć się skurczem mięśni, który uniemożliwi wypłynięcie na powierzchnię, a to stanowi bezpośrednie zagrożenie życia.