不能同时存在。在一般情况下，海拔越高气温越低，逆温层就是大气中出现了海拔越高，气温越高的情况。再理解一下降水需要的条件，水气遇冷凝结致雨，必须处于一个降温的状态。当水气上升时，因为逆温层温度高，相应的可容纳的水汽更多，水汽反而不易凝结。所以山谷夜雨和逆温不会同时存在。
山谷夜雨和逆温同时存在吗
这里说的逆温和降水都有限定：逆温指的是辐射逆温，降雨指的是对流性降雨。
辐射逆温形成的原因是，夜间地面向太空辐射红外线导致地面温度下降，冷却近地面空气形成逆温层。说白了，就是地面附近形成了一层冷空气，然后冷空气下沉到山谷里，形成夜间山谷逆温。
然后再说对流性降雨。这种热力性质的对流性降雨需要近地面大气被强烈加热才能形成，一般是靠太阳晒的。夜间地面冷却对于这种热对流是毁灭性打击，所以对流就衰弱了。
注意到，在这些对流中，空气是从近地面开始对流上升，一直可以上升到对流层中很高的位置(甚至可以到对流层顶)，远远高于贴地的辐射逆温层。这些暖空气在温度和周围环境大气温度相等后才会停止上升。
山谷逆温上方的暖空气是不够暖的，没法形成热对流。它们不会自己上升形成降雨。
