豪兰岛上的美军机场立即向夏威夷报警，并向在豪兰岛海域航行的所有船只发出了求救信号。美国政府决定不惜一切代价，全力营救他们的“飞行女神”。同时，美国政府还向这一地区的国家发出帮助寻找女飞行员的请求。营救所组织的搜索阵容是史无前例的庞大。7月6日，法国的“联盟”号抵达豪兰岛海域（也就是女飞行员失踪的海区）参与救援。夜间23时，“联盟”号突然收到干扰很强的呼救信号，但只能听清“我在……我在一个岛上，我的飞机在海上漂浮”。
在人们隐隐约约地听完这些回音之后，强大的干扰波再次淹没了埃尔哈特传来的信号。许多学者认为，埃尔哈特是因为飞机燃料耗尽坠海身亡。导航员和航空工程师埃尔根·朗和他的妻子玛丽·朗花费了35年的时间仔细地研究坠机的失踪原因和沉没理论。美国海军上校劳伦斯·萨福德是两次大战之间中太平洋战略定向网的负责人，他还参与了破译日本攻击珍珠港使用的PuR-PLE密码。他在20世纪70年代里开始仔细分析埃尔哈特的飞行，包括复杂的无线电纪录，他的结论是“计划不良，实行糟糕”。
今天的青少年富于幻想，思想活跃，最具探索创新精神。也许正是这个原因，一些国内出版商为满足青少年好奇，出版了了名目繁多的“自然之谜”类图书。如果你到新华书店随便转转，就会发现“自然之谜”类的图书摆在书架醒目的位置上，以此吸引青少年朋友的眼球。
然而，国内出版的这类图书有些存在着严重的瑕疵。比较突出的问题是这类图书的一些内容不够准确，有的内容甚至是根本错误的。原因是作者对一些自然知识缺少了解，人云亦云，哗众取宠，把一些原本是传说的故事，当成科学知识来介绍。最典型的例子就是在社会上流传十分广泛的“百慕大魔鬼三角”的故事。
上世纪四五十年代，位于大西洋马尾海百慕大群岛、迈阿密（美国佛罗里达）和圣胡安（波多黎各）为三角顶点的大西洋三角地带海域，曾出现过神秘海难事故。经过媒体的宣传报道，一传十，十传百，认为这一海域存在着“超自然力”，把这一地区称作是“百慕大魔鬼三角”。后来，美国、英国、法国、俄罗斯等国均派出考察队，对这一海域进行了综合调查。这些国家的调查队和专家、学者经过调查分析后，得出了共同的结论：在“百慕大三角”海域，“既无异常的海底火山，也无地震干扰，唯一的环境特征是：在这一海域罗盘磁针指向正北。美国的海岸警备队官员正式宣布：在该海域对海难等灾祸的”超自然力解释是不能令人信服的。
那么，问题出在哪里呢？问题出在人们对自然现象的解释上，把科学研究的结论与某种文化现象混为一谈。在欧美等国，超“自然能力”的自然现象多出现在科幻文艺作品里，而我们把这些东西，当成了科学的结论，或翻译或引证，或当作科普知识来介绍。科学是自然规律的探索过程，而文化则是故事，所反映的是作者的心灵感受。
这里可以列举几个尚未打开的“海洋问号”供大家讨论。
之一：假如地球磁场发生反转，也就是地球的北极变南极，南极变北极，人类居住的地球将会发生怎样的变化？人们的这种担忧是从上个世纪六七十年代，科学家发现洋底地磁条信息之后产生的。根据测得的古地磁场信息得知，在过去的7600万年中，地球的磁场曾发生过171次反转。专家还发现，两次磁场反转的最长周期是300万年，最短的周期是5万年，发生反转的平均周期在42万年～48万年。目前，上北下南的地球磁场已有70余万年了。可以预言，地球磁场再度发生反转正在逼近我们。那么，人们自然会提出这样的疑问，地球磁场为什么会发生反转？如果一旦发生反转，地球上的山川湖海还会维持现有的状态吗？如果地球磁场发生反转，它可能是地球上的最大的自然灾难吗？这些问题，目前尚未找到最终的答案。
之二：关于厄尔尼诺的探索和猜想。厄尔尼诺现象是指太平洋热带（如赤道、秘鲁、南美西海岸附近海域）的大面积的表层水温异常偏高的情况。厄尔尼诺在西班牙语中的意思是“耶穌的孩子”，之所以这样命名，是因为厄尔尼诺现象高峰常发生在圣诞节前。虽然发生厄尔尼诺是海水温度仅升高几度，但是，仍然给全世界很多地方造成灾害。对于造成厄尔尼诺现象的原因，至今科学家尚未找到最终的答案。目前，科学家只能从一些现象提出猜想。如有的学者认为，厄尔尼诺现象的出现，和地球火山喷发有关系。证据是1991年6月，菲律宾的火山喷发，掀起了有史以来最长的一次厄尔尼诺爆发的序幕，引发了世界许多地方干旱、洪涝、火山爆发等。还有的学者认为，冰河期末发生的厄尔尼诺与五大湖区内的冰川有着令人吃惊的联系。还有的学者认为，厄尔尼诺与南方涛动有某种关系。美国科学家沃克发现，太平洋赤道上空环流周期性变暖和周期性变冷，会出现左右（东西）摇摆现象。热，发生厄尔尼诺，冷，发生拉尼娜。“沃克环流”东西移动，说明这两种变化的重复发生。“南方涛动”、“沃克环流”、热带高压“跷跷板”海水温度变化现象，讲的都是同一个意思。种种猜想都出现了，但最终的“海洋问号”尚未打开。
之三：关于大洋深处热泉生物群落的探索与猜想。从上个世纪六七十年代人们乘坐深潜器潜入大洋底部，亲眼看见洋底存在着高高低低，粗细不等的黑烟囱群和热泉，水温竟高达摄氏二三百度，其中含有浓度较高的硫化物。在这样高温的热泉周围，生活着密度较高的生物群落。其中有蠕虫、虾、蟹和蛤等。这一发现，颠覆了我们传统生物学概念。大洋深处，黑暗、高压、低温，亿万年未见过一丝光亮，可这里偏偏有生命存在。这是为什么？难道说我们传统生物学概念不正确？不全面？这是人们必须正确回答的问题。还有，达尔文生物进化论“适者生存”等原则，在深海群里能否找到新的解释？
有人从生命起源上提出问题，认为深海热泉生物群的环境，有点儿类似亿万年前的原始海洋。如果在原始海洋中存在生物的话，是否表明原始海洋生命起源景象的再现？如有生命起源于土地，有生命起源于海洋，还有生命起源于宇宙。深海热泉生物群落的发现，给生命起源于海洋提供了新的证明。关于自然之谜，还能再举出一些，如南极大陆周边海域的“绕极流”。就目前掌握的资料看，“绕极流”恐怕是最强大的海流，然而到目前为止，只了解到它的一般现象，而对它的内在机理，对全球气候变化等则不甚掌握。
再如，地球两极存在一个奇特的地貌现象，北冰洋和南极洲，面积相似，形状相似，只是北冰洋海盆是凹进地壳的盆地，而南极洲则是凸出地壳的高地。有人戏称，如果把南极洲旋转一个角度，几乎是不大不小地将南极洲大陆嵌入北冰洋海盆中。人们不禁会问，这是一种巧合吗？还是有某种没有被发现的联系呢……
深海世界由于厚厚的海水阻隔，到目前为止使得人类对海洋的了解只能是“冰山一角”，少得可怜。大海对于人类来说，许多未知的秘密正等着我们去探索、解答。
海面是平的吗
人们通常认为，海面相当平坦，尽管海面有被风、海底地震等引起的种种波浪和潮汐引起的海面涨落。
随着测量技术的发展，特别是海洋卫星的发射升空，人们发现，甚至在风平浪静时，全球大洋各处海面也是坑坑洼洼的，有些区域海面凸出来，有些区域凹下去，两者之间最大可相差100多米。因为海面的凸凹不平是在1000千米以上的广泛范围内逐渐变化的，因此，航海者感觉不到海面凹凸不平。
目前已经发现，全球海洋表面有三个较大的隆起区域，一个在澳大利亚东北部海区，隆起高达76米；第二个区域在北大西洋，隆起高度是68米；另一个在非洲东南部，隆起区域高为48米。另外，还发现有三个较大凹陷区域，一个在印度半岛以南的印度洋上，凹陷深度是112米；另一个凹陷区域在加勒比海，凹陷深度为64米；还有一个区域在加利福尼亚以西，凹陷深度为56米。此外，在巴西沿海和佛德角群岛附近区域，也有隆起或凹陷15米左右的几个区域。
海平面有升有降
现在，人类正面临着海平面上升对人类的严重威胁。有人说，温室效应就是导致海平面上升的罪魁祸首。其实，问题远非如此简单。科学家们研究指出，迄今引起海平面变化的因素不下十多种。例如导致海水体积变化的就有大陆冰盖的增减、水圈体积的变化、大洋水温的变化和大气温度的变化等四种。而引起洋盆体积变化的则有岩石圈的分化作用、洋盆的干涸、大地水准面的变化等多种。
地质学家告诉我们，在地球的漫长发展历史中曾经有过7次特大的冰期，每次冰期都引起海平面大幅度下降，即大陆冰川体积的变化相应引起海平面的变化。
海洋作为一个开放系统不停地与地球内部存在的水分进行着循环与交流，由于现代地幔水陆续不断地渗入海中，而导致海平面正以每年1毫米的速度上涨。科学家计算，在距今6500万年的新生代以来，由于地球内部地幔水的加入，迄今实际上使海平面升高了65米。
海水的盐度、密度和温度对海平面的升降具有特殊的作用。据推算，如果全球海水的盐度从35降低到34.9，就足可使全球平均海平面上升1.9厘米；当全球海水的温度升高1℃，则海平面大约相应升高0.6厘米。由此可见，海水盐度、密度和温度虽然造成的效应较小，但它们毕竟是影响海平面的最基本因素。
海底扩张速率的变化将直接影响海平面的升降。当海底板块扩张速度加快时，洋中脊体积变大，结果使海水溢出正常的海岸线而侵入大陆内部，海平面升高；反之，当海底板块扩张速度变慢时，洋中脊即变冷收缩，海底下沉，海平面下降。科学家估计，海底板块扩张速度每变化10%、并持续1000万年时，则可产生20米海平面变化。
总之，引起海平面升降的因素很多，而且这些因素是相互联系、相互作用的，它们绝不是孤立的。
海洋与陆地的温差
海面和陆地比较起来，海洋就像饿极了的孩子似的，贪婪地吸收着太阳送来的热量，不愿把好不容易到来的太阳能量放弃掉；陆地就和海面不一样，它的胃口小，不能一下子吸收很多太阳辐射来的能量，剩下的就反射回空中去了。
既然海水吸热多，为什么海水会没有陆地热？
科学家经过研究，发现陆地是一种不能很好传热的固体，既不透明又不流动，太阳即使再厉害些，也晒不透它；因为不能很好地传热，晒了一整天，它所吸收的热量还只是集中在不到一毫米厚的表层内。而海上的情况就不同了。海水是半透明的，太阳光可以透射到水下一定的深度，也就是说，太阳的辐射能可以达到海水的一定深度之内。经过长期的观测计算，人们发现到达水面的太阳辐射能，大约有60%可以透射到1米的深度，有18%可以达到海面以下10米的深度，人们甚至在海面下100米深度的地方仍然发现有少量的太阳辐射能。而这些，在陆地上是不可能的。
海水吸热，不仅胃口大，而且还会把已经吸收的热量送到透射不到阳光的深层海水中贮存起来呢。
海洋是依靠海水的流动来输送热量的。比如说，海流就可以把赤道附近的热海水送到两极方向去，而两极方向的冷海水也可通过海流向温暖的地方流动；风浪则可以形成海水温度的上下交换。
当然，除了风浪，海水还有一种对流作用。这种对流作用是由于冷热海水的重量不同而形成的。就像冷空气重热空气轻一样，海水也是冷的重热的轻。于是，冷而重的海水就会自动下沉，暖而轻的海水会自动上升。有了这种对流作用，冬天的大海也不会很冷了，随着表层较冷的海水不断下沉，下层较暖的海水会自动升上来补充的。
海洋与全球二氧化碳平衡
目前，关于全球气候变暖的事实已为人们普遍接受。据研究，本世纪80年代气候变暖最为明显，近百年5次平均气温最高的年份均出现在这10年里。但是，有关气候变化的原因、趋势及其对全球生态环境的影响如何？目前存在着一些不同的认识。这些认识大致可以归为两种。
一种观点认为，全球气候变暖与“温室效益”（greenhouse effect）有直接关系。由于全球工业化进程的加速，向大气中排放的温室气体（包括二氧化碳、甲烷、氟里昂、氮氧化合物等）的含量迅速增长，阻挡了地面辐射热的散失，致使大气温度升高。根据近30多年来的观测结果，人们对大气中二氧化碳含量的时空变化已有所了解。据研究，在工业革命以前，大气中的二氧化碳含量的体积分数约为（270～290）×10-6，而现在大气中二氧化碳含量的体积分数已增加到340×10-6.尽管世界各地上空的二氧化碳含量有所不同，但有两点则是共同的。一是，大气中二氧化碳含量在逐年增加，其年度变化率比较一致。二是，各地二氧化碳含量具有明显的季节变化。据科学家的研究表明，大气中二氧化碳含量的体积分数正在以每年0.8×10-6的速度增长。有人估计，按此速度在今后50年内大气中的二氧化碳的含量将比工业革命以前增加1倍，由此而引起的大气温度将升高1.5～3.0℃，地球气候将产生明显的变化。据政府间气候变化专业委员会的预测，如果人类对环境不采取任何保护措施，100年以后全球地面气温将增加4℃多，海平面每10年升高3～10cm，到21世纪末将升高0.3～1.0m。甚至有的科学家认为，今后50～200年内由于全球气温升高，南极西部冰的融化可能导致海平面上升5m，地球上可能出现像中生代那样的世界性的动物灭绝。尽管这些预测都有一定的根据，但又都是不确定的。人们现在可以肯定的是，大气中二氧化碳含量在迅速增加，气候在变暖，如果这个过程继续下去的话，地球气候无疑将发生明显的变化。
另一种观点认为，目前的气候变暖与“温室效应”并无直接的关系。它与地球上一个温和的冰后期一致，也许是19世纪末结束的“小冰期”的后果。也就是说，全球增温是地球气候循环中的自然现象。关于全球变暖的发展趋势，他们根据极地区域冰核中氧同位素资料，推测出地球气候的自然循环，认为目前地球气候处于自然冷却期，这将抵消二氧化碳的影响。还有人指出，地球上已知的化石燃料只够使用100～200年，人类不可能无休止地使用化石燃料；同时考虑到海洋、植被等对二氧化碳的吸收能力，全球二氧化碳循环将达到新的平衡。在这种情况下，今后地球生态环境会发生明显的变化，但不可能会招致毁灭性的灾难。但是，这种假说目前尚缺乏较多的证据，也无法否定全球增温与大气中二氧化碳含量增加相吻合的事实。因此，迄今多数科学家相信“温室效应”理论。但是，这个理论有一个关键问题还没有解决，这就是海洋在全球二氧化碳平衡中的作用问题，即海洋吸收、储存和转移大气中二氧化碳的能力有多大？海洋对大气中二氧化碳增加的反馈作用如何？等等。这是海洋与全球变化关系中的主要问题之一。
研究表明，大气中的二氧化碳通过海—气界面进入海洋，并通过海洋中各种化学的、物理的和生物的过程吸收、储存和转移。因此，海洋对大气中二氧化碳含量的变化起着重要作用。据初步估计，人类每年向大气中排放的二氧化碳，大约有一半进入海洋。海洋在吸收和储存二氧化碳方面，是通过化学和生物的作用，把大气中的二氧化碳转化为碳的化合物。海水的二氧化碳化合物形态主要是碳酸（H2CO3），而海洋植物对二氧化碳的利用，以及碳酸钙、碳酸镁等的形成，都会直接影响海水中二氧化碳的含量。观测表明，二氧化碳在海洋中的垂直分布变化很大，海洋表层中二氧化碳的储存量占整个海洋中的二氧化碳含量的85%，而占海洋体积90%的中、深水层二氧化碳储存量仅占15%。这说明海洋中尚具有储存二氧化碳的巨大潜在容量。研究还表明，海洋中的二氧化碳与大气中的二氧化碳并不处于平衡状态，这与海洋的物理过程有关。例如，在北纬50°的大西洋，二氧化碳从大气进入海洋，那里的表层海水向北冰洋方向流动，水温迅速降低，二氧化碳在海水中的溶解度增加，海—气之间二氧化碳不平衡加剧，使大气中更多的二氧化碳进入海洋。而在赤道太平洋，由于深层冷水涌升到温度较高的海面，海水中二氧化碳出现过饱和，此时海洋便向大气释放二氧化碳。初步估计，海—气之间这种二氧化碳交换速率，大约每年每平方米为20mL二氧化碳。另外，据估算海洋储存二氧化碳的能力，仅溶解碳（不包括颗粒有机碳和无机碳）一项，大约为大气储存能力的56倍。
海洋对大气中二氧化碳的另一个重要影响，是碳的运输和转移在海洋二氧化碳分布和海—气之间交换速率所起的控制作用。它包括水平运输和垂直转移，主要取决于海洋环流、生物生产力和物理—化学过程。现已发现，其中生物过程的贡献尤为重要，特别是所谓的“生物泵”在垂直转移过程中发挥了重大作用，它促进了碳从海表层向深层的转移。研究表明，生物的初级生产主要限于真光层，浮游植物在那里进行光合作用吸收二氧化碳，并将其转化为颗粒态，即浮游植物细胞，然后通过食物链逐级转化为更大的颗粒。而在中层带则由浮游动物的活动所控制。因此，海洋碳的垂直转移主要依靠浮游动物的碎屑和粪粒来完成。另外，由于在光合作用的过程中同时有大量的产品以溶解有机碳的形式释放到海水中，它又可以被异养微生物利用转化为颗粒有机碳，所以溶解有机碳在化学过程中也起着不可忽视的作用。
研究还表明，海洋中碳酸盐（主要碳酸钙和碳酸镁）的形成和沉积是碳转移的另一个途径。碳酸钙和碳酸镁的表现溶度积与海水的温度、盐度、压强有关，但研究发现，温度和盐度并不是影响海水碳酸钙饱和度的主要因素，决定的因素是碳酸根。而影响碳酸盐浓度主要是海水中的二氧化碳浓度。
尽管目前关于海洋对大气中二氧化碳的作用研究已经取得了不少重要成果，但是还有许多的未知领域有待进一步探讨。因此，在全球变化研究中已经把它作为全球海洋通量研究的主题列入计划，以确定和深入了解在全球尺度海洋控制碳及其有关生源要素通量变化的过程，估计海洋与大气、海底和陆架界面间的交换量，进而为研究和预测长期气候变化服务。
海冰、冰盖对气候的影响
地球上的海冰和冰盖主要分布在两极和高纬度区域，它在维持气候和对气候变化的影响十分显著。
迄今的研究表明，海冰的变化主要通过与气温间的关系对局部地区的气象产生影响。区域性的海冰变化与天气尺度的大气变化有关联；在年际时间尺度和半球空间尺度上，大气与海冰变化之间有明显的相关性。近年来通过模拟和卫星资料推算的冰情证实，气旋活动与海冰范围减少有相互加强的倾向，即海冰密集度异常小时有利于气旋的形成。研究还表明，北大西洋风暴路径有随海冰边缘自北向南移动的趋势，在薄冰年份，西白令海气旋频度增大，在厚冰年份，东白令海气旋活动更为频繁。在南极区域，气旋路径的季节变化与海冰范围季节变化一致，气旋活动的年际变化与海冰范围的年际变化也很一致。
科学家曾经利用大气环流模式，对冰盖范围变动的气候效应进行试验研究，发现当北极冰盖完全消失时，大气出现统计上很显著的变化，主要造成纬向气流普遍减弱和高纬地区明显增暖；而南极冰的减少会使经向温度梯度减小，并使南纬25°以南地区西风强度减小。研究还表明，海冰面积异常总是伴随出现气候系统的其他部分的异常。人们还发现20世纪前30～40年中，北极海冰覆盖面积的普遍减小与同期的北极气温偏高相一致。
有人利用冰—海洋—大气耦合模式对大气中二氧化碳浓度增加导致气候变暖的响应进行了模拟研究，发现若大气中的二氧化碳增加4倍时，每年夏季北极海冰将完全消失，而南极终年不见海冰。这时冬季高纬度地区对流层下部增温最大，北极中部从夏到冬近地面气温增加幅度为4～13℃。由此可见，在模拟研究大气温室效应和气候变暖中，必须以现在气候条件下的海冰分布为背景。另外，流冰还造成热量和盐分的大范围水平输送。研究表明，冰生成区释放到大气中去的潜热基本上提供给融冰区的海洋和大气。由流冰导致的这种热量平流输送的量级可能与常年冰上的铅直热通量一样大。北极中部大部分平流潜热是由从Fram海峡进入东格陵兰海的冰输送引起的。此外，人们还可以从极地海冰范围的变化分析中，找到预示气候变化趋势的征兆。
海洋中的气团变性
由于地面上得到的太阳辐射的多少不同，各地的气温不同。总的说来，总是赤道和低纬地区受热多，气温高；而两极和高纬地区则受热少，气温低。空气在某一源地较长时间的停留，就会形成具有该地特性的气团。在极地海洋或大陆上就会形成干冷的气团，在热带海洋上又会形成湿热的气团。各地形成的气团，又要随大气环流而移动，当气团离开源地后，它的性质也会随着所经过的环境而发生变化，这就是气团变性。
海洋上的气团，经常出现你来我往的交替现象。海洋中的天气也就随之而变化。
气团的属性主要指它的温度、湿度和层结稳定度。气团变性的物理过程主要为增热或冷却，蒸发或凝结，垂直运动和层结稳定度的变化等。
当极地大陆上形成的干冷气团入海时，或北半球的干冷气团向偏南方向移动时，就会产生增温、增湿等物理过程，于是使气团的稳定度变差，甚至出现不稳定层结，容易形成对流和降水天气。
在热带洋面上形成的气团，在北半球向北移时，则又会变冷变干，并使气层层结趋于稳定。当这种气团移至冷暖洋流交界处时，在冷洋流一侧，可出现大范围的海雾。
对于海上气团变性的研究，除了过去常用的天气学分析（即天气图方法）、诊断分析（物理量判断）和理论研究（对流体力学方程求解）外，在1974年2月和1975年2月，在世界气象组织的领导下，日本、韩国、澳大利亚、美国等国两次在东海以冲绳岛为中心的六边形海区进行了气团变性实验（ANTEX），以弄清自海面到大气中的能量和动量输送过程，寻找北半球中纬度大洋西部流上空，冬季气团变性强烈的原因。
实验结果表明，在冷空气爆发时期，暖洋流（黑潮）海区提供的总热能高达700～800瓦/米2.感热和潜热的输送，还随天气形势变化而变化。气团在海上的变性，在云、降水和气团结构上都有明显的反映。在大陆和近海区低云量少，而在暖流上空则低云量多。在大陆的低云几乎全为层云，而在海上的低云多为对流云，在暖流上空的低云则为强烈发展的对流云。在降水方面，大陆降一般雨，海上降阵雨多，在暖流上空则都是阵性降水。冷气团初临海上时，几乎无云，逆温层也比较低，经过一些时间的开始变性，云量逐渐增多，逆温层也逐渐上抬。
平流雾
因为海雾的种类很多，人们按照生成的原因不同，把海雾分成平流雾、混合雾、辐射雾和地形雾四种。海上出现最多，危害最大的是平流雾。那么，这种雾是怎样形成的呢？
由于空气在海面上水平流动，就产生了这种雾。一般情况是，当暖湿空气经过冷的海面时，受到海面的冷却，温度下降，空气达到过饱和状态，多余的水汽就凝结出来，以小水滴的形式悬浮在海面上的空气中。凝结的小水滴达到了一定的密度时，就形成了雾，人们叫它平流冷却雾，也称暖平流雾。这种雾比较浓，雾区范围大，持续时间长，能见度很低。另一种情况是，当冷空气流到暖的海面时，海水蒸发在空气中的水汽达到饱和状态，就形成了雾，人们叫这种雾是平流蒸发雾，也叫冷平流雾，也有人叫它冰洋烟雾。这种雾虽然雾区很大，雾层却不厚，雾也不浓。
暖湿空气流经较冷的海面，最容易在海面上产生很浓的海雾。因此，那些周围被较暖的海域或陆地包围的冷水区，特别容易形成平流雾。海洋上的冷水区多数是由极地海域或江河流出来的冷海流。像潮流、我国东部沿海的近岸冷海流等。也有的是深层的冷水在某些海岸附近涌升上来造成的，例如，非洲西海岸、智利和加利福尼亚沿海等地。一旦有暖而潮湿的空气移到这些冷海面上，就会形成大范围的海雾。因此，冷、暖流交汇的海域，往往是海雾经常出没的地方。
咆哮的西风带
航行在南大洋的船只，最关心的是西风带，最怕的也是西风带。因为那里盛行西风，风大，浪高，航行的船只在山丘一样的浪峰中剧烈起伏，险象环生。航海者谈西风带而色变，故有“咆哮的西风带”、“发疯的西风带”之说。
下面的航海日记，为我们描述了西风带的可怕、惊险。
1991年3月3日，我们离开南极中山站，整装北归。3月5日，根据气象预报得知，在距我船西部15个经距处有一低气压正在形成，按照移动速度计算，我船不会与它相遇，最多它只能远远地尾随我们，风速最多不会超过8级。3月6号，我船已移到南纬55°，距在南纬60°处东行的气旋中心已超过500千米，按常理，已脱离危险区。可事实出乎所有人的意料，当时风速突然加大到35米/秒以上，浪高达20米，如山的巨浪狂啸着从船尾滚滚而至，将船尾部盘结的粗缆全部打散，冲入海里。缆绳掉入海中，随时有可能缠上螺旋桨，给我们带来灭顶之灾。后甲板工由铆钉固定的一吨重的蒸汽锅被连根拔起，像陀螺一样在甲板上滚来滚去。后甲板的门也被巨浪冲破。船在大海中像个醉汉左右摇摆，减摇装置全部投入工作，船的单边倾斜仍超过30°。单机推进的“极地”号船随时可能遭受灭顶之灾。船长守在驾驶室里，两天两夜没合眼。
当时的险情历历在目，如果当时是逆浪航行，我们全体乘员和“极地”号船早就被西风带的狂风巨浪吞没了。
西风带让人如此触目惊心，那么，什么是西风带，它在哪里呢？
通俗的说法是，在南北纬40～60°之间，经常刮着西风，风速很大。北纬40～60°之间多为陆地；而南纬40～60°之间几乎全部是辽阔的海洋，表层海水受风的影响，产生一个相应的自西向东的流动，它像腰带一样，环绕在南极大陆周围，这就是西风带。
物理海洋学家认为，在南半球，西风带的北界位置是亚热带辐合带，南界位置是南极辐散带，在它们之间，是西风漂流区，即西风带。
海洋灾害
海洋自然环境发生异常或激烈变化，导致在海上或海岸发生的灾害称为海洋灾害。海洋灾害主要指风暴潮灾害、巨浪灾害、海冰灾害、海雾灾害、大风灾害及地震海啸灾害等突发性的自然灾害。
人类活动导致海洋自然条件改变而引发之灾害，称为人为海洋灾害或人为海洋自然灾害。多数无突发性，但某些人为海洋灾害，如赤潮，在许多海区也有突发性，这已引起人们越来越多的注意。
引发海洋灾害的原因主要有大气的强烈扰动，如热带气旋、温带气旋等；海洋水体本身的扰动或状态骤变；海底地震、火山爆发及其伴生之海底滑坡、地裂缝等。
海洋自然灾害不仅威胁海上及海岸，有些还危及自岸向陆广大纵深地区的城乡经济和人民生命财产的安全。例如，强风暴潮所导致的海侵（即海水上陆），在我国少则几千米，多则二三十千米，甚至达70千米，一次海潮曾淹没多达7个县。
上述海洋灾害还会在受灾地区引起许多次生灾害和衍生灾害。如：风暴潮、风暴巨浪引起海岸侵蚀、土地盐碱化；海洋污染引起生物毒素灾害，再引起人畜中毒等。
海浪
海浪（ocean wave）是发生在海洋表面的一种波动现象。它和风的关系十分密切，民间所谓“无风不起浪”或“无风三尺浪”，就是对海浪现象的经验之谈。根据现代科学理论，海浪分为风浪、涌浪和近岸浪3种。风浪是指在风的直接作用下产生的水面波动，海面同时出现许多波高不同、周期不等的波浪，呈现出极其复杂的海面波动起伏状况；涌浪是在风停后海区内尚存的波浪，或传出风区以外的波浪，这种波浪外形比较规则、整齐，波面比较圆滑，波峰线长；近岸浪则是由外海的风浪或涌浪传到海岸附近，因受地形影响而改变波动性质的海浪。此外，风浪和涌浪同时出现时，还会形成混合浪。
海浪蕴藏着巨大的能量。据研究，若以世界大洋波浪平均波高1m、周期6s计算，全球海洋波能功率达7×1010kW之巨，估计其中可开发利用的能量有2.7×109kW。因此，开发利用海浪能资源是个很引人注意的问题。但是，另一方面，海浪的巨大能量也往往构成对海上活动的严重威胁。据统计，在目前世界上的海难事故中，有70%是由狂风巨浪造成的。1969-1982年间就有15艘万吨巨轮在太平洋西北部海域遭遇巨浪而沉没。近十几年来，随着海上油气开发迅速发展，海上作业平台日益增多，因风暴浪袭击，平均每年都要损失1～2座石油平台，都造成重大经济损失和人员伤亡。
潮汐
在海边人们总会发现海水时涨时落的现象，人们把这种现象比喻成“大海的呼吸”。白天大海的呼吸叫作“潮”，晚上大海的呼吸叫作“汐”。这种海水有节奏的涨落现象就是潮汐。那么，潮汐究竟是如何产生的呢？
地球和月亮的距离是384400千米，这大约等于9次环地球旅行的路程。太阳到我们地球的距离还要大得多，大约有15000万千米。这么远的距离，施了什么魔法而使地球上的海水进行呼吸的呢？直到1685年，英国著名的科学家牛顿发现万有引力定律，才真正解开了这个谜。
万有引力定律告诉我们，宇宙间任何两个物体之间均有引力发生。因而，地球和月球之间有引力，地球和太阳之间也有引力。月球是地球的卫星，距离地球比其他天体近，因而月球就比其他天体对地球的引力大。
月球对地球各点的引力是不一样的，因地球各点距月球中心距离的不同而出现差异。在上中天时距月球中心最近，引力最大；在下中天时距月球中心最远，引力最小。由于月球的引力和地月运动的离心力在地心处平衡，即大小相等，方向相反，而在地球其他各个地方就出现了差异，这样就在各地出现一个合力。这种合力的出现会使地球上的海水产生运动，这就是“引潮力”。由于引潮力在地球各点上的方向和大小各不相同，从而形成了地球上的潮汐现象。
经过推算，月球的引潮力大约是太阳引潮力的2.17倍。同样，也可计算出其他天体对地球的引潮力。但是，宇宙中的天体虽多，对地球能产生显著引潮力作用的却不多。这是因为有些天体质量虽大，但距离太远；或距离虽近，但质量又太小。只有月球和太阳的引潮力比其他天体大得多，因此，月球对海洋潮汐起了主宰作用。
由于天体是在不断运动着，随着月球、地球、太阳三者相对位置的变化，使得海水发生了周期性的涨落，出现了复杂的潮汐运动现象。
风暴潮
风暴潮是指由于大风和伴随着的大气压力急剧改变而导致海洋或湖泊水面异常升降的现象，因而也叫“气象海啸”、“风暴增水”或“风暴减水”。但是，就其危害程度而言，以风暴增水为烈。特别是当风暴增水与天文大潮同时发生时，由于两种增水叠加在一起，可使水位异常抬升，海水向内陆侵袭，在沿海地区造成重大自然灾害。因此，现在海洋预报中发布的风暴潮警报主要指风暴增水。
在世界的热带和温带沿海地区，风暴潮经常发生。在热带地区发生的风暴潮是由热带气旋（如台风、飓风等）引起的，其特点是水位变化急剧，增水大。主要出现在夏、秋季节，尤以夏季最为显著。这类风暴潮分布地域甚广，包括北太平洋西部、南中国海、东中国海、北大西洋西部、墨西哥湾、南印度洋西部、孟加拉湾、阿拉伯海、南太平洋西部等区域。其中，我国东南沿海、菲律宾沿海、日本沿海、美国东海岸和墨西哥湾、孟加拉湾等，热带气旋频繁，出现风暴潮的次数也最多，被认为是世界海洋灾害的重灾区。例如，据统计，在我国沿海增水1m以上的风暴潮平均每年发生14次，造成严重灾害的风暴潮平均每年2次。迄今世界上有记录的风暴潮增水，最高记录是7.5m，相当于一座三层楼的高度，发生在美国东海岸；其次是在孟加拉湾沿岸发生的一次风暴潮记录为7.2m。我国有记录的风暴潮最高记录是5.94m，1980年发生在广东湛江的南渡。
由温带气旋引起的风暴潮主要发生于冬、春季，其特点是水位变化不剧烈，增水较小，持续时间较长。这类风暴潮多发生在温带沿海地区，如北海、波罗的海、美国东海岸、日本沿海、我国北部沿海等。温带气旋引起的风暴增水与热带风暴增水相比较小，迄今已知的最大风暴增水不超过4m，但同样也会造成灾害。以我国渤海为例，据统计，1950-1981年间，在渤海湾发生1m以上风暴潮增水的过程有244次，平均每年8次，其中有5次造成严重的自然灾害。
对于风暴潮灾害，生活在沿海地区人是有深切体验的。1970年11月13日，在孟加拉湾沿岸发生的一次强风暴潮，潮水不但淹没了大片土地和村庄，而且夺走了近30万人的生命，超过了1923年日本关东大地震的死亡人数。我国历史上也有许多风暴潮灾害记载。例如，1696年6月1日，在长江口一带发生的一次风暴潮，曾使上海、宝山、崇明、吴淞一带被潮水淹死10万余人。1895年4月28日，渤海湾遭受风暴潮袭击，几乎摧毁了大沽口的所有建筑物，造成2000多人死亡。建国以来，由于记录较完备，对风暴潮的灾害有更清楚的认识。例如，1969年7月28日在汕头地区发生的一次风暴潮，使当地水位急增3m，汕头市平均浸水1.5～2.0m，成了“水城”，给当地人民生命和财产造成重大损失。1992年夏发生了一次近年来特大的风暴潮，几乎波及整个东部沿海地区。尽管海洋部门及时做出了比较准确的预报，并采取预防措施，大大减轻了灾害程度，但仍然造成不可抗拒的损失，包括淹没田地3000多万亩，海堤决口1万多处、长约1100km，倒塌房屋近10万间，直接经济损失90多亿元，人员伤亡280多人。触目惊心的风暴潮灾害，引起了各沿海国家的广泛关注。许多海洋学家开展了风暴潮的科学研究，成为海洋科学和灾害学的一个重要研究领域。
台风
每年夏季，我国东南沿海一带，经常受到台风的侵袭。它虽则可以带来雨水，但也会造成灾害。
台风发源于热带洋面，因为那里温度高，湿度大，又热又湿的空气大量上升到高空，凝结致雨，释放出大量热量，再次加热了洋面上的空气。洋面又蒸发出大量水气，上升到高空，温热空气以更大的规模迅速上升。这样往返循环，便渐渐形成了一个中心气压很低、四周较冷、空气向低气压区大量汇集的气旋中心。因为这种气旋发生在热带海洋上，所以又叫它为“热带气旋”。在一般情况下，热带气旋并不一定都能发展成为台风，只有当热带气旋继续不断得到更多高温高湿空气的补充，并在气旋的上空形成一个强有力的空气辐散区，使从低层上升到高空的暖湿空气不断向四周辐散出去，这时，热带气旋就可能发展成为台风。
台风是一个巨大的空气旋涡。它的直径从几百公里到一千多公里，高度一般都在9公里以上，个别的甚至伸展到27公里。台风中心有一个直径约为10公里的空心管状区，气象学上称为“台风眼区”。台风眼内盛行下沉气流，多半是风和日丽的好天气。从台风眼向外，四周就是巨大而浓厚的云墙，这是狂风暴雨最厉害的地方。
台风移动时，就像陀螺那样急速旋转着前进。它行走的路线总是弯弯曲曲的，但每年几乎都遵循比较固定的路线移动。影响我国的台风主要是西北太平洋台风和南海台风。它的活动路径随季节而有所不同：1-4月，绝大多数台风仅在北纬10度以南活动，对我国没有什么影响。5-6月，主要路径有两条：一条在北纬10-15度间由东向西行，进入南海；另一条在东经120-125度之间发生转向，向东北方向的日本移去。7-9月，是西北太平洋台风的活动高峰期。台风生成后，沿北纬10-25度间自东向西移动，影响我国东南沿海，有时甚至能侵入到华北和东北一带。也有部分台风未能继续西行而在海上转向东北。10-12月，台风活动路径南退，主要在北纬17度以南自东向西移动，影响南海；一部分在台湾以东海面向东北移动。
台风的风速很大，最大风速一般为每秒40-60米，个别强台风的最大风速可达到每秒110米。一次台风过程，降雨量一般达200-300毫米，有时甚至可达1000多毫米。因此，台风经过的地方常常会引起洪涝灾害。
从1989年1月1日起，我国开始统一使用国际规定的热带气旋名称和等级标准。即当热带气旋中心位置不能精确确定，而且平均最小风力小于8级称为低气压；热带气旋中心位置能确定，但中心附近的平均最大风力小于8级称为热带低压，达到8-9级称为热带风暴，10-11级称为强热带风暴，12级或12级以上称为台风。
飓风
一次普通的飓风所释放的能量相当于几个原子弹爆炸的能量，1分钟的能量足够美国50年的用电。
但是，飓风无法控制，它们毫无束缚地把能量释放到大气层，却常常把死亡和灾难带给广阔的沿海地区。
1970年，飓风袭击了孟加拉国，引起潮浪，吞没了至少20万人的生命。1900年美国德克萨斯州嘎米斯顿的一场飓风掀起了巨大风潮，使6000人丧生。1954年，在日本北端的岛屿，北海道函馆海湾，一条大型渡船被飓风击沉，1000人葬身大海。
飓风是在大海产生的，条件是水温高于华氏80.6°（摄氏27°），这意味着北部海面通常不会产生飓风。温暖的海洋形成漏斗状气流，升至12200米的高空，气流冷却形成积云。由于高空气流扩散，从海面上沿漏斗上升的气流不断加强。地球的自转导致气流旋转，飓风由此产生一股直径650公里的强劲风暴，在旋转中，风速每小时达320公里。
飓风的中心称为风眼，直径约32公里。风眼温度适中，只有微风，一切都很平静，显然是由离心力形成的。因此在飓风袭击的地方，在另一半到来之前都有一小段平静，而后骚乱再起。
飓风在洋面形成之后往往再度加强，因为水的热量使漏斗中部气流上升加快，但到了陆地，由于森林和高山的阻挡，并且由于它不再有水气上升所提供凝结的热源，所以飓风一旦到了陆地，没几天就会消失。
海啸
海啸，是一种特殊的海浪，是由火山、地震或风暴引起的一种海浪。海啸波，在大洋中不会妨碍船只的正常航行，但近岸时却能量集中，具有极大的破坏力。
由于海底或海边地震，以及火山爆发所形成的巨浪，叫做地震海啸。通常在6.5级以上的地震，震源深度小于20～50公里时，才能发生破坏性的地震海啸。产生灾难性的海啸，震级则要有7.8级以上。
世界上有记载的由大地震引起的海啸，80%以上发生在太平洋地区。在环太平洋地震带的太平洋西北部海域，更是发生地震海啸的集中区域。海啸主要分布在日本环太平洋沿岸，太平洋的西部、南部和西南部，夏威夷群岛，中南美和北美沿岸等地。世界上最常遭受海啸袭击的国家和地区，主要有日本、印度尼西亚、智利、秘鲁、夏威夷群岛、阿留申群岛、墨西哥、加勒比海地区、地中海地区等。我国是一个多地震的国家，但发生海啸的次数并不多。
1883年，在东南亚的巽他海峡中，由于喀拉喀托火山喷发，产生了一次极强的海啸，掀起的巨浪高达35米，使印度尼西亚岛屿沿岸遭到严重破坏，同时毁坏了巽他海峡两岸的1000多个村庄。巨浪迅速在大洋中传播，急速穿过印度洋，绕过非洲南端的好望角进入大西洋，仅32个小时就传到英国和法国的沿海地带，其距离大约相当于地球圆周一半的路程。这次海啸，也使东印度群岛遭到惨重的损失。
1946年4月1日凌晨，夏威夷群岛万籁俱寂，酣睡的人们正在享受美梦的甜润。突然，海水奔腾咆哮地猛冲上来，使海岸边较高的地方也被海水吞没，几分钟后海水又迅猛地溃退而去，以至于平时不见天日的海底珊瑚礁也露了出来，成群来不及逃走的鱼儿搁浅在海滩上乱蹦乱跳；15分钟后，海水以比第一次更凶猛的势头再一次猛扑上岸，人们清楚地看到一堵高大直立的“水墙”迅速地向前推进。如此来回数次，3个小时后，海面才恢复了平静。这次海啸给夏威夷带来沉重的灾难，使163人死亡，大批房屋倒塌，海水深入内陆1公里以上，海港中停泊的一艘17000吨海轮被抛到岸上，一块重约13吨的石头被抛到20米以上的高空。估计经济损失达2500万美元。这次海啸是由相距数千公里的阿留申海域海底地震爆发引起的，海啸波每小时推进约820公里，到群岛沿岸浪高达8米。
有的海啸是由台风、强低压、强寒潮或其他风暴引起的巨浪，称为风暴海啸。在世界大洋中，印度洋的孟加拉湾沿岸，是世界上受风暴海啸危害最严重的地区。例如，1970年11月12日，印度洋上的飓风袭击了孟加拉沿岸，席卷了整个哈提亚岛，波浪高达20米，夷平了很多村落，50多万头牲畜被海水溺死，并使30余万人丧生，100万人无家可归。
目前，人们发现的世界上最高的海啸，是在美国阿拉斯加州东南的瓦尔迪兹海面上由地震引起的海啸，浪高达67米，大约相当于20层楼之高！
造成海啸最主要的原因是海底地壳发生了断裂，有的地方下陷，有的地方上升，引起强烈的震动，产生出波长特别长的巨大波浪，传到岸边或海港时，使水位暴涨，冲向陆地，产生巨大的破坏作用。1923年9月1日著名的日本大地震发生时，横滨就受到过海浪的冲击，几百座房屋被带进海里。事后发现，那里附近的海底不仅断裂开来，而且有巨大的移动，隆起与下陷的部分高度相差达270米，难怪造成了恶浪滔天的景象。
海底火山喷发也会造成海啸。像1983年，爪哇附近喀拉喀托岛上的火山喷发时，在海底裂开了300米深的坑，激起的海浪高达35米，造成极其惨重的损失。水下火山的喷发，还会使海水沸腾，使大量的鱼类和海洋生物遭到灭顶之灾。
因海斜坡上的物质失去平衡而产生的海底滑坡现象，也能引起海啸。另外，受到风暴袭击时，海面可升到异乎寻常的高度，产生“风暴海啸”。
人类活动也能造成海啸。比如试验核武器时，巨大的水下核爆炸同样能引起海啸，不过能量要小得多，不至于造成大的灾难。
洋流
海洋中的海水，按一定方向有规律地从一个海区向另一个海区流动，人们把海水的这种运动称为洋流，也叫做海流。
海流与河流是不一样的。海流比陆地上的河流规模大，一般长达几千公里，比长江、黄河还要长，宽度则相当于长江最宽处的几十倍甚至几百倍。河流两岸是陆地，河水与河岸界限分明，一目了然；而海流存在于茫茫的大海中，海流的“两岸”依然是滔滔的海水，界限不清，难以辨认。
海洋中的这种“河流”，曾经协助过许多航海者。哥伦布的船队，就是随着大西洋的北赤道暖流西行，发现了新大陆；麦哲伦环球航行时，穿过麦哲伦海峡后，也是沿着秘鲁寒流北上，再随着太平洋的南赤道暖流西行，横渡了辽阔的太平洋。
海洋中的这种“河流”还可以为人们传递信息。航行在海洋上的船员，有时把装有各种文字记录的瓶子投进海洋，就好像陆地上的人们把信件投入绿色的邮筒一样。这种奇异的“瓶邮”，为人类认识洋流、传送情报做出过重大贡献，也发生过许多非常有趣的故事。
1956年的一天，美国的一个叫道格拉斯的年轻人，从佛罗里达州的海港驾着游艇驶向大海，打算在海上玩个痛快。他的妻子则在家里准备了一顿丰盛的晚餐，等待着他的归来。可是，他这一去便杳无踪影，尽管海岸防卫队出海反复搜寻，也没有发现任何线索。
两年后，美国佛罗里达州的有关部门突然收到一封来自澳大利亚的来信。打开一看，里面有一封信和一张没有填上数字的银行支票，支票上的签名正是失踪的道格拉斯。支票上的附言写道：“任何人发现这张字条，请将此支票连同我的遗嘱寄给美国佛罗里达州迈阿密海滩我的妻子雅丽达·道格拉斯。由于引擎出故障，我被吹向了远海。”信上说，支票和附言是在澳大利亚悉尼市北部的阿伏加海滩上一个封紧的果酱瓶子里发现的。
美国的佛罗里达海岸距离澳大利亚的悉尼，大约有4.8万公里。小小的果酱瓶，横渡辽阔的大西洋漂到非洲，再横渡印度洋进入太平洋，最后来到遥远的澳大利亚海滨。
不过，洋流邮递只是人们在万般无奈的情况下的一种碰运气的举动，实际上是常常靠不住的。1498年，哥伦布为了解脱航行中的困境，曾在一张羊皮纸上给西班牙国王写了一份报告，装在一个椰子壳里投入大海，希望海流迅速把它带到西班牙去。可是，海流却把它漂到了大西洋比斯开湾的一个荒滩上，直到1856年才被人们发现，整整延误了358年！
今天，海洋里还漂着许多载有各种信息的瓶子，不过大多是为了研究海流而由科学工作者投放的。
洋流的形成因素
经过研究，人们发现，洋流既可以是一支浅而狭窄的水流，仅仅沿着海洋表面流动，也可以是一股深而广阔的洪流，数百万吨海水一齐向前奔流。
影响洋流形成的因素很多，通常认为，主要是风“玩”的把戏，其次是海水密度不同的作用，而地球的自转、大陆轮廓和岛屿的分布、海底的起伏、季节的变化和江河入海的水量等等，也对洋流的形成与分布产生不小的影响。
你想想，如果风总是朝着一个方向吹，那么会怎样呢？盛行风在海洋表面吹过时，风对海面的摩擦力，以及风对波浪迎风面施加的风压，迫使海水顺着风的方向在浩瀚的海洋里作长距离的远征，这样形成的洋流称为风海流。风海流也叫漂流，是洋流系统中规模最大、流程最远的洋流。同时，受地球自转偏向力的影响，表面海水的流动方向则与风向发生偏离，北半球表面洋流的流向偏往风向的右方，而南半球则偏向左方，即北半球向右偏，南半球向左偏。
表面海水的流动，由摩擦力带动了下层海水也发生流动；由于自上而下的层层牵引，深层海水也可以流动。只是流速受摩擦力的影响越来越小。到达某一深度时，流速只有表面流速的4.3%左右。这个深度就是风海流向深层水域影响的下限，称为风海流的摩擦深度，大洋中一般在200～300米深处。例如，表面洋流的流速若是50厘米/秒，这个深度上的流速仅为2厘米/秒。
海洋表面风力越强，风速越大，表面风海流的流速就越大，它所能影响的深度也越大。
由于海水密度在水平方向上分布不均匀而产生的海水流动，称为密度流。
世界上一些著名的洋流，如湾流、黑潮、赤道流等，都是与海洋水密度分布有关的洋流。而大西洋与地中海之间，地中海与黑海之间，分别通过直布罗陀海峡和土耳其海峡的水体交换，更是因盐度差异而形成密度流的典型例子。
海水具有连续性和不可压缩性，一个海区的海水流出，相邻海区的海水就要来补充，这样形成的洋流称为补偿流。补偿流既有水平方向的，也有垂直方向的。例如，在离岸风的长期吹送下，表层海水离开海岸，相邻海区的海水就会流到这个海区，形成水平方向上的补偿流；同时，下层海水也上升到海面，来补偿离岸流去的海水，形成垂直方向上的上升流。上升流在大陆的西海岸比较明显，秘鲁和智利海岸、加利福尼亚海岸、非洲的西南和西北海岸都有分布。洋流在表层流动遇到海岸或岛屿时，不仅在水平方向上发生分流，而且在垂直方向上产生下降流和底层流。补偿流常常配合风海流和密度流，形成大洋表层巨大的环流。
根据洋流的温度，可以分为性质不同的暖流和寒流。洋流的水温比流经海区水温高的称为暖流，水温比流经海区水温低的称为寒流。暖流大多发源于低纬海区，从较低纬度流向较高纬度，一般水温较高，盐度较大，含氧量较低，浮游生物的数量较少，海水透明度较大，水色大多发蓝。寒流大多发源于高纬海区，从较高纬度流向较低纬度，一般水温较低，盐度较小，含氧量较高，浮游生物数量较多，海水透明度较小，水色多呈暗绿色。通常在北半球由南向北流的是暖流，从北向南流的是寒流，南半球则正好相反。
此外，根据海洋的垂直分布状况，还可以分为表层洋流和深层洋流；根据洋流流向流速的变化大小，还可以分为稳定流和非稳定流。一般我们常说的洋流，大多是指稳定流。
庞大的“暖水管”
大西洋的赤道南北，也有两个与太平洋位置大体相似的大洋环流。
北大西洋的北赤道洋流，大致从佛得角群岛开始，沿北纬15～20°之间自东向西流动，至安的列斯群岛附近，称安的列斯暖流。南大西洋的南赤道洋流，从非洲沿岸流向美洲沿岸，到南纬7°附近巴西东部向东突出的罗克角，分为南、北两支。
在大西洋南北两个环流中，以墨西哥湾暖流最著名。墨西哥湾暖流，又简称湾流，是世界大洋中宽度最大、流程最长、水温最高、影响最深远的暖流。习惯上，人们把佛罗里达暖流、墨西哥湾暖流和北大西洋暖流，合称为一个湾流系统。
这个规模巨大的湾流，总流量为7500～10000万立方米/秒，比黑潮暖流大近一倍，几乎相当于世界陆地上所有河流总流量的40倍。
湾流汇聚了大西洋南北两股赤道洋流，又在加勒比海和墨西哥湾内流动了较长的时间，成为热量丰富的强大暖流。据测量和计算，每小时约有900亿吨温暖的海水从墨西哥湾流入大西洋；湾流每供给英吉利海峡1米长海岸线的热量，约相当于燃烧6万吨煤的热量；每年带给挪威沿海的热量，约相当于这里太阳辐射量的1/3左右，用这些热量可以发出强大的电能。湾流的热量非常庞大，人们形象地称它为永不停息地输送热量的“暖水管”！
这个庞大的“暖水管”使流经地区的水温和气温显著上升。这样，西欧和北欧的西部，便形成了典型的温带海洋性气候。所以，西北欧的斯堪的纳维亚半岛上生长着郁郁葱葱的针叶林和混交林，而北美东北部的格陵兰岛则绝大部分是白雪皑皑的冰封世界。湾流对西北欧气候的影响，以冬季最为明显。挪威西部沿海1月平均气温为0℃左右，北极圈内的巴伦支海西南部终年不封冻，位于北纬69°附近的前苏联科拉半岛的摩尔曼斯克，成为举世罕见的高纬地区的不冻港。你如果到那一地区去，会发现许多奇特的自然现象：那里有南面吹来的凛冽寒风，有北方刮来的习习暖风；那里有夏季纷纷飘扬的六月雪，有冬天阴云缠绵的元月雨；那里有大雁春天向南飞行，海鸥则秋天向北展翅。
受湾流的影响，北大西洋东西两侧海域，气候迥然不同。英国设得兰群岛以东海域，1月平均气温约为3.4℃；而同纬度的加拿大拉布拉多半岛东北海域，却为-19℃。两者竟相差22.4℃！
“转向”环流和北冰洋洋流
印度洋的大洋环流，受地理环境的影响，南、北具有不同的组成和特点。
印度洋南部的大洋环流比较稳定。低纬海区在盛行东南信风的吹送下，南赤道洋流自东向西横过印度洋，势力强大，流向稳定。而印度洋北部因受大陆限制和季风环流的影响，冬夏洋流要“转向”，形成随着季节转换而变换流向的洋流系统。从10月到第二年4月，这里受东北季风的影响，北部海水自东向西流动，形成反时针方向的冬季环流，尤以12月和1月表现得最为明显。从5月到9月，这里受西南季风的影响，北部海水自西向东流动，形成顺时针方向的夏季环流，尤以7月和8月最为典型。
北冰洋地处高纬，面积最小，气候严寒，冰覆盖广，即使是夏季，冰雪覆盖的面积也在2/3左右。那么，北冰洋里有没有洋流呢？回答是：有。
北大西洋暖流有一支流向东北。同时，北冰洋海水经过格陵兰岛附近海域，分别形成拉布拉多、东格陵兰等寒流。这样，就组成了北冰洋这一海域反时针的大洋环流。
裂流
波浪到达海岸时也可以产生裂流，有时也被误称为裂潮。不慎卷入裂流的游泳者可能会被大海吞没。但是当人们了解裂流的特征后，就可以找到求生的办法。当波浪向岸边传播时，一系列的波峰线或波谷线平行海岸。冲浪者都知道，波浪的高度沿着这条线发生变化。波浪冲击海岸时，浪峰击岸处发生水的堆积，这些水由高处流向低处，然后流向大海，形成裂流。外海的海底地形通常控制着裂流的产生。同样，向海的水流经过海滩或者冲浪带的障碍物时也可以形成裂流。裂流虽然很危险，但其发生的范围很小。在与裂流抗争时，游泳者应沿着侧面或对角线游，而不应该逆流而上。
波浪也可以引起回转流，尤其在陡峭的海滩，从而形成沿岸流。回转流通常是波浪带到岸边的水回流向大海而引起的。波浪以一定的角度撞击海滩，就会形成微弱的沿岸流。沿岸流并不具危险性，但它们在沿岸泥沙的搬运中起着重要的作用。与岸平行的海流通常会给构筑沿岸防波堤造成麻烦。防波堤是一种垂直于海滨的人工构筑物，用来防止沿岸泥沙的流失。然而，泥沙在防波堤的一边堆积的同时会导致另一边受到侵蚀。正如一个人的河滩变得越来越宽敞时，他的邻居的河滩则会逐渐变小甚至消失。
每年，人们要花费上千万元来防止海岸侵蚀，但是海岸沉积物的流失是海洋自身运动的自然结果。比如在很多地方，冬天强烈频繁的波浪将大量的泥沙从海滩冲刷到离岸处形成沙洲，而到了夏天，相对较为平和的海浪又将泥沙搬运回海滩。有趣的是，某一海滩在冬天消失的话，一定能在下一个夏季得以恢复。对离岸沙洲的挖掘或者是人工构筑物都可能破坏这种自然平衡，从而导致海滩泥沙的流失。我们永远也不可能完全杜绝这种海岸侵蚀，因为它是大海运动的一种形式。虽然可以通过沙滩再造，构筑海墙沙洲，沙滩绿化等方法暂时减缓这种流失，但是一旦流失开始发生，就有可能再次发生。我们所有的最好的办法就是更好地了解海岸带大海的运动规律，找出与其自然规律相适应的解决方法，而不是徒劳无功地去阻止其自然运动。
冲浪带是一个极不利于进行考察研究的区域，无论是人还是实验仪器在这里都容易受到侵蚀和伤害。因此，我们对这一区域波浪动力学以及沉积物运动的研究很有限。到了今天，随着更小巧更抗腐蚀性的仪器以及大型计算机系统的出现，人们可以获取更多关于海浪和海岸形成的信息。
近岸上升流
在某些地区，风向与海岸平行。埃克曼输送导致表层水离岸运动，为补偿离岸的表层水，富含营养的下层冷水上升，这就是近岸上升流。近岸上升流区域是海岸中最肥沃的区域之一。在这里，浮游植物利用上升流带来的营养进行光合作用，大量生长繁殖。只要上升流持续，浮游动物及较小的鱼类就能依靠不断更新的食物大量繁殖。在南美洲西海岸的秘鲁，向北的风产生的上升流使该地区成为世界上最丰富的渔场之一。近岸上升流也出现在夏季的加州沿岸及非洲的东北沿岸，当发生严重的厄尔尼诺现象时，近岸上升流下沉，主要的渔场将受到毁灭性的打击。
上升流也发生在赤道地区的海域以及最南端的海域（南极北部）。赤道附近由东向西的信风及埃克曼输送导致表层水向南北偏移，远离赤道，由下至上的富含营养的冷水上升，在赤道附近形成一个窄窄的富含营养的生物带。
海洋旋转流
由风驱动的大洋表层水运动以及陆地分布影响的共同作用，使大洋表层水沿着一系列的大环流方向运动，称之为旋转流。这些环流表明了世界大洋不同的内部特征，它们在赤道处分离，在大气和海洋的热输送中扮演着重要的角色。北大西洋环流能很好地说明该系统的形成及其运行状况。
北大西洋北半部的风吹向东，南半部风吹向西。令所有研究海洋学的学生感到困惑的是，一直以来关于风的命名的争论，海洋学家根据风和海流的去向来命名，而气象学家则依据其来源命名。这样由东吹来的信风对气象学家而言是东风，对海洋学家却是西风。由于风在北大西洋的北部从西吹来，而在南部从东吹来，科氏力和埃克曼输送导致表层水向北大西洋的中部输送。这些表层水的集中导致了它在中部的堆积，这个地区就是我们所熟知的马尾藻海。
海洋表层能形成环形的山峰或山谷来驱动海流的运动。通过卫星测高仪，我们现在能准确地测量海洋表层高度相对较小的变化。海洋表面高度的测量表明，在马尾藻海的中部，大约有一米高的水层堆积。漂浮的物质，比如塑料、焦油、马尾藻，漂浮的海藻都聚集在海水集中的马尾藻海中部。在历史上，正是由于马尾藻在北大西洋形成厚密的丛簇，因此将其命名为马尾藻海。
马尾藻可以自由漂浮在海洋表面或者附着在较浅的暖水海域。细长的草莓形状的小须使之能漂浮在水面上。很多小的海洋生物就生活在这些马尾藻丛中，他们在海洋表面很难附着到其他生物上，因此不易受到保护。马尾藻鱼由于其颜色和形状都和马尾藻极其相似，人们很难将它们和马尾藻分开。虽然体形很小，马尾藻鱼却是一种很凶猛的捕食者，其个体之间的竞争也极为激烈。若将两条鱼放在一只鱼缸里，很快就会只剩下一条。通过吞食其同伴，剩下的那条鱼的体形很快就能达到它原来的两倍大。令人惊奇的飞鱼也是马尾藻海中比较常见的鱼类，这种鱼能浮出水面，在水面上轻松地滑行，用他们的尾巴作为桨，而其伸出来的鳍则作为翅膀。人们已经知道，飞鱼可以到达船的甲板上，通过敞开的舷窗，进入通气孔，甚至扑到正在熟睡的人的脸上。
马尾藻海中，由于海水不断地向中间堆积产生压力梯度，致使表层以下的水向外流动。由于下部的水向外流动，科氏力开始产生作用，运动的水向右偏移。表层水堆积—向外流动—混合层以下向右偏移，这一过程导致了在北大西洋北部产生巨大的顺时针环流。同样的情形也发生在南大西洋，不同的是此时科氏力向左，环流方向为逆时针方向。大洋环流也发生在太平洋和印度洋，尽管印度洋体系受到季风的影响。在南极周围，因为没有陆地的边界阻挡，环流可以环绕整个南半球。此外在向西的赤道环流的下方有一股逆流，如果不包括墨西哥湾流及太平洋湾流之类的边界流，典型的海洋表面环流黑潮其速度大约为8公里/小时。
