Кёппен установил, что тепловые аномалии океанов, а именно региональные особенности распределения температур воды, имеют большое значение для метеорологии. Он исследовал взаимосвязь явлений в прибрежных пустынях с прилегающими холодными прибрежными водами, как, например, на юго-западном побережье Америки и Африки. В связи с этим он занимался вопросом (на который до сих пор нет удовлетворительного ответа), почему на западном австралийском побережье, несмотря на отсутствие холодных прибрежных вод, прилегающие участки суши имеют пустынный характер.
Разность температур воздуха и поверхности воды является одной из основных причин возникновения ряда метеорологических явлений в акватории морей. Различия в значениях температуры воздуха и воды определяют масштаб процессов, возникающих в воздушных массах во время их передвижения над морем, и являются решающим фактором для формирования таких явлений погоды, как образование тумана, облаков и осадков. Современной метеорологией это полностью подтверждено. Кёппен был первым, кто занялся данной проблемой и описал ее в своей работе «О соотношении температуры воды и воздуха над поверхностью океана»[76]
(Гидрографический ежегодник, 1890). В двух последующих работах он продолжает рассуждения на эту тему: «Роль температурных различий между морем и воздухом в атмосферной физике»[77] (Гидрографический ежегодник, 1922) и «Частота штормов и температурные различия между водой и воздухом над северной частью Атлантического океана»[78] (Гидрографический ежегодник, 1928). В 1922 году он писал:Кёппен написал подробные исследования о тумане, шквалах и грозах на море. Его объемная публикация «Туман на суше и на море»[79]
из «Гидрографического ежегодника» за 1916 и 1917 годы начинается словами: