แอ่งอากาศเย็นคือการสะสมของอากาศเย็นในพื้นที่ต่ำทางภูมิประเทศ เช่น หุบเขาหรือแอ่ง อากาศเย็นเกิดจากการระบายความร้อนด้วยรังสีในเวลากลางคืนตามความลาดชันและจมลงเนื่องจากมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศโดยรอบ จึงไปอยู่ที่ก้นแอ่ง โดมอากาศเย็นถูกกักไว้โดยภูมิประเทศที่สูงกว่าโดยรอบจนกว่าการเปลี่ยนแปลงของมวลอากาศหรือความร้อนในเวลากลางวันจะทำลายการผกผันของอุณหภูมิเนื่องจากแอ่งอากาศเย็นสามารถคงอยู่ได้เป็นเวลานาน จึงทำให้คุณภาพอากาศแย่ลงและเกิดหมอก^{[ 1 ]}

โดยทั่วไปแล้ว แอ่งอากาศเย็นจะก่อตัวขึ้นพร้อมกับการผกผันของอุณหภูมิในเวลากลางคืนในคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใสและลมสงบ พื้นดินสูญเสียพลังงานจากการแผ่รังสี และอากาศที่สัมผัสกับพื้นดินจะเย็นลงจากการนำความร้อนจนถึงรุ่งเช้า เมื่อกระบวนการนี้เกิดขึ้นบนเนินเขา อากาศที่เย็นลงจะมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศที่อยู่ไกลออกไปและจมลงตามเนินเขา ทำให้เกิดลมคาตาบาติกเมื่ออากาศเย็นไปถึงพื้นที่ราบหรือหุบเขา อากาศจะชะลอตัวและสะสมตัว เหมือนน้ำที่ไหลลงสู่ทะเลสาบ เหนือแอ่งอากาศนี้ (ซึ่งอาจมีความหนาหลายร้อยฟุต ขึ้นอยู่กับสภาพภูมิประเทศ) อากาศจะยังคงอุ่นกว่า^{[ 2 ]}

สิ่งกีดขวางที่มนุษย์สร้างขึ้นยังสามารถส่งเสริมการก่อตัวของมวลอากาศเย็นได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น เมื่อทางรถไฟหรือถนนตัดผ่านพื้นที่ลาดเอียงเล็กน้อยในแนวนอน คันดินอาจสูงพอที่จะกักเก็บอากาศเย็นไว้ได้ในพื้นที่กว้าง

มวลอากาศเย็นส่งผลกระทบต่อพืชพรรณและการเกษตรโดยเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดน้ำค้างแข็ง^{[ 3 ]}

เนื่องจากลักษณะของแอ่งอากาศเย็นที่หยุดนิ่ง แอ่งเหล่านี้จะดักจับมลพิษ ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงในเขตเมือง เมื่ออุณหภูมิผกผัน ฝนที่เกิดขึ้นที่ระดับความสูงโดยระบบสภาพอากาศที่กำลังเข้ามาจะกลายเป็นฝนเยือกแข็งที่พื้นผิวหากอุณหภูมิในแอ่งต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง การหยุดนิ่งยังลดการผลิตไฟฟ้าของฟาร์มกังหันลมในพื้นที่ อีกด้วย ^{[ 4 ​​]}

ปีเตอร์ ซิงค์สเป็นหลุมยุบ ธรรมชาติ ในยูทาห์ ตอนเหนือ ซึ่งเป็นหนึ่งในสถานที่ที่หนาวที่สุดในสหรัฐอเมริกาแผ่นดินใหญ่ปีเตอร์ ซิงค์ส ตั้งอยู่สูงจากระดับน้ำทะเล 8,100 ฟุต (2,500 เมตร) ในเทือกเขาแบร์ริเวอร์ ห่างจาก โลแกนไปทางตะวันออกเฉียงเหนือประมาณ 20 ไมล์ (32 กิโลเมตร) ภายในป่าสงวนแห่งชาติวาซาช-แคชเนื่องจากปรากฏการณ์การผกผันของอุณหภูมิที่กักอากาศเย็นในเวลากลางคืน ทำให้ที่นี่มีอุณหภูมิต่ำที่สุดในสหรัฐอเมริกาแผ่นดินใหญ่เป็นประจำ ในวันที่ 1 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2528 มีการบันทึกอุณหภูมิที่ −56.3 °C (−69.3 °F) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดที่เคยบันทึกไว้ในยูทาห์ และเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดเป็นอันดับสองที่เคยบันทึกไว้ในสหรัฐอเมริกาแผ่นดินใหญ่^{[ 5 ]}

เมื่อวันที่ 7 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2534 อุณหภูมิที่ทะเลสาบGlattalpsee ลดลงเหลือ −52.5 °C (−62.5 °F) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ต่ำที่สุดเท่าที่เคยบันทึกไว้ในสวิตเซอร์แลนด์^{[ 6 ]}หลุมยุบ Grünloch ถือเป็นจุดที่หนาวที่สุดในออสเตรีย หรือแม้แต่ในยุโรปกลาง อุณหภูมิที่วัดได้ในหลุมยุบนี้อยู่ที่ −52.6 °C (−62.7 °F) เมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2475 ^{[ 7 ]}

อุณหภูมิที่วัดได้ต่ำที่สุดในสโลวีเนียถูกบันทึกไว้ที่ ที่ราบสูงหินปูนภูเขา คอมนาเมื่อวันที่ 9 มกราคม พ.ศ. 2552 โดยอยู่ที่ −49 °C (−56 °F) ^{[ 8 ]}