Aunque algunos pueden creer que el momento más frío del día es a la medianoche, o algún tiempo antes de que salga el sol, esto generalmente no es cierto. La parte más fría del día suele ser justo después de la salida del sol. Sin embargo, hay algunas ocasiones, especialmente en el invierno, cuando la temperatura más fría puede no ser durante este período de la mañana. Los patrones climáticos pueden desempeñar un papel en la determinación de cuándo llegan las bajas temperaturas durante el día.
Para comprender completamente por qué el momento más frío del día es justo después del amanecer, es importante comprender cómo la Tierra recibe y pierde calor. El planeta recibe constantemente calor radiante del espacio y lo devuelve al espacio. La gran mayoría del calor que recibe la Tierra proviene del sol. Durante el día se gana calor y durante la noche se pierde. Sin embargo, el hecho de que sea de noche en su ubicación no significa que toda la Tierra esté perdiendo calor. Un lado está perdiendo calor, pero el lado que mira al sol está ganando calor.
A medida que sale el sol, la porción de la Tierra que apenas está comenzando a recibir los rayos del sol todavía está en proceso de perder calor. Como ocurre con cualquier propiedad gobernada por la inercia, se necesita un poco de tiempo para revertir esta tendencia. El meteorólogo David Cook del Laboratorio Nacional de Argonne explica que, «debido a que el sol está tan bajo en el horizonte al amanecer, la mayor parte de la energía es absorbida por la atmósfera distante».
Sin embargo, el clima cambia de un día para otro y las temperaturas más frías pueden no ser siempre durante el tiempo inmediatamente posterior al amanecer. En algunos casos, un frente frío podría atravesar un lugar, dando lugar a temperaturas frías en cualquier momento del día, si el frente es lo suficientemente potente. Si esto sucede, es probable que el momento más frío sea en las horas posteriores al paso del frente.
En términos generales, este escenario de frente frío es muy raro. Es posible que solo suceda unas pocas veces al año en muchos lugares. En latitudes más bajas, puede que nunca suceda. Es seguro decir que, en la mayoría de los casos, la hora más fría del día suele ser justo después del amanecer.