해수의 순환
해수는 끊임없이 지구 전체의 해양을 이동하면서 순환한다. 해수는 적도 지방의 남은 에너지를 극지방으로 이동시키는 역할을 하는데, 이 과정에서 비교적 느린 속도의 순환이 전해양에 걸쳐서 일어난다.
표층순환
바다 표면 해류에 의한 해수의 이동을 표층순환이라고 한다. 표층 순환은 대개 수심 100m 이내의 수온 약층 윗부분에서 일어나며, 바람에 의한 마찰력이 표층 해수에 전달되어 생긴다.
대기의 대순환에 의한 바람은 지구를 띠 모양으로 돌면서 불고 있으나, 바다에는 남북 방향으로 가로놓여 있는 대륙이 동서에서 막혀 있으므로 환남극 해류를 제외하고는 지구를 한 바퀴 완전히 도는 해류는 없다.
스토멜은 태평양을 직사각형으로 단순화시키고, 바람에 의한 효과에 따라 각각 편동풍, 편서풍, 북동 무역풍, 남동 무역풍, 편서풍으로 나눈 후 위도에 따른 전향력의 효과를 고려하여 위도별 풍계에 따른 북반구의 표층 순환 모습을 제시하였다.
북동 무역풍과 남동 무역풍에 의해서 저위도의 해양을 동쪽에서 서쪽으로 흐르는 북적도 해류와 남적도 해류가 나타나고, 편서풍에 의해서 중위도 해양을 서쪽에서 동쪽으로 흐르는 서풍 피류가 흐른다.
중위도 지역의 해류는 순환의 중심이 해양의 서쪽으로 편향되어 있다. 이와 같은 해류는 해류의 폭이 좁고 깊으며 유속이 빠른 특성을 갖고 있는데, 이것을 서안 경계류 또는 서안 강화류라고 한다.
북태평양의 쿠로시오 해류와 대성양의 멕시코 만류가 여기에 속한다. 한편 대양의 동안에서는 해류의 폭이 넓고 얕으며 유속이 느린 동안 경계류가 나타나는데, 이것을 동안 경계류라고 한다.
캘리포니아 해류와 카나리아 해류 등이 이에 속한다. 이와 같은 현상은 전향력이 고위도로 갈수록 커지고, 저위도로 내려올수록 작아지기 때문이다.
심층순환
표층 순환은 비교적 관측이 용이하고 그 현상이 뚜렷하게 나타난다. 그러나 심층 순환은 그 유속이 매우 미미하기 때문에 아주 깊은 곳의 해수의 이동을 관찰하기는 어려우므로 해수의 수온과 염분, 밀도를 관측하여 해석함으로써 알 수 있다. 이와 같은 심층 순환은 수온과 염분에 의한 밀도차로 일어나므로 열염 순환이라고도 한다.
극지방의 밀도가 크고 찬 해수는 비교적 깊은 곳까지 침강하고, 적도 지방의 밀도가 작고 따뜻한 해수는 중간 정도의 깊이까지 침강하면서 연직면에서 남북 방향으로 대순환이 일어난다. 심층 순환은 매우 느리게 일어나고 있으나, 해양의 열이나 물질을 운반시키는 데에 중요한 역할을 한다.