温盐环流

海洋的一般环流主要由风驱动的洋流组成。然而，这些是叠加在由水平差异驱动的更缓慢的环流上温度还有盐度，即热盐循环。热盐环流向下延伸到海底，通常被称为深海，或深海，海洋环流。测量海水温度和盐度分布是研究深水流型的主要方法。其他性质也被检查;例如，的浓度氧气碳14等合成物化合物作为氯氟化碳测量了深水的停留时间和扩散速率。

在海洋的某些区域，通常是在冬天季节，冷却或净蒸发使地表水变成密集的足以沉没。对流渗透到下沉水的密度与周围水的密度相匹配的水平。然后它慢慢扩散到海洋的其他地方。其他的水必须取代下沉的地表水。这就形成了温盐循环．基本的温盐环流是极地冷水下沉的环流，主要是在北方北大西洋和附近的南极洲．这些密集的水团扩散到整个海洋，并逐渐上浮，为下沉区域提供缓慢的回流流。温盐环流模式理论是由斯托梅尔和阿诺德·阿隆斯在1960年提出的。

在北半球，主要的地区的深水地层是北大西洋;少量的深水形成于红海而且波斯湾．各种各样的水类型促成了所谓的北大西洋深水．他们每个人都不同，尽管他们有一个共同点属性相对温暖(大于2°C)和咸(大于34.9‰)相比，另一个深层和底层水的主要产地，南大洋(0°C和34.7‰)。北大西洋深水主要形成于格陵兰岛而且挪威海在那里，挪威洋流带来的海水冷却导致了下沉。这些水溢出了从格陵兰岛延伸到苏格兰的山脊边缘，以对流羽流的形式延伸到南部的海底。然后它向南流动，挤压北大西洋的西部边缘。额外的深水形成在拉布拉多海．这些水的密度比格陵兰海和挪威海的溢流水要小一些，已经被观察到下沉到3000米(约9800英尺)深的对流特征中烟囱。在这些对流特征中观测到高达每秒10厘米的垂直速度。北大西洋深水的第三种是派生的从净蒸发内地中海．这使得地表水通过直布罗陀海峡．在地中海内形成的大量咸水以较深的溪流的形式流出。它在北大西洋下降到大约1000米的深度，形成北大西洋深水的最上层。直布罗陀海峡的流出水量高达每秒2米，但其总输水量仅占北大西洋深水总量的5%。地中海的流出在提高北大西洋深水盐度方面起着重要作用。

北大西洋深水的混合物，以每秒1500万至2000万立方米(530万至7.06亿立方英尺)的总形成速度，迅速使海洋通风大西洋，其停留时间不到200年。深水从其源头沿大西洋西侧扩散，到达南极绕极流后，扩散到印度洋和太平洋。北大西洋深水的下沉补偿为受深水缓慢上涌影响，主要在中下游南大洋以补充已下降为北大西洋深水的上层水。向其他海洋输出的北大西洋深水必须与流入大西洋的上层水相平衡。一些水以寒冷、低盐度的太平洋水的形式返回德雷克海峡以一种被称为南极中水，有些是热咸的斜温层水来自印度洋环绕非洲南部边缘

北大西洋深水的残留物与南大洋的水混合，沿着海底扩散到北太平洋．在这里，它上升到2000 - 3000米(约6500 - 9800英尺)的高度，然后回到南部，盐度和氧气较低，但养分浓度较高北太平洋深水区。这些北太平洋深水最终被南极绕极流向东席卷。北太平洋深水的改造是直接的结果的垂直混合，它在深海中具有低盐度的特性北太平洋中游水。后者形成于太平洋西北部。由于北太平洋无边无际，水的停留时间极长(超过500年)，通过垂直混合可以产生大量的北太平洋深水。

在南大洋形成了大量的冷水，通常盐度很低。这些水团扩散到全球海洋的内部，并在很大程度上造成了现代海洋的异常寒冷和低盐度状态。导致南大洋扮演这种角色的情况与南极洲周围存在一个深海环极带有关，这个带是在大约2500万年前由岩石圈板块的移动组成的地球的表面。这条腰带建立了南极绕极流它将南极洲与亚热带温暖的地表水隔离开来。南极绕极流并没有完全切断与低纬度地区的联系。南大洋确实可以进入北部水域，但要通过深水和底水通道。的基本动力学南极绕极流电梯在洋流以北出现的密集深水，流向洋流以南的洋面。一旦暴露在寒冷的南极空气大量，上涌的深水转化为冷空气南极底水和南极中水。向南上涌的深水携带着由更北的过程注入深海的热量，与向北扩散的更冷、更新鲜、含氧的南大洋水团相平衡。据估计，南极绕极流以南的水的翻转速度达到每秒3500万至4500万立方米(12至16亿立方英尺)，其中大部分成为南极底水。

南极底水形成的主要地点在南极大陆边缘威德尔海，但也有一些产自其他沿海地区，例如罗斯海．此外，有证据表明，深对流翻转更远的近海。南极底水以每秒3000万立方米的速度形成，在南极绕极流之下滑落，并扩散到赤道以北的地区。缓慢上升流，掺量较少密集的它会以深水的形式回到南大洋。

剩余的深水上升流在地表附近向北扩散，在南极绕极流区形成南极中间水，并沿着温跃层的底部向北扩散。这水的质量形成一片低盐度的水，划分了亚热带温跃层的下边界。它上涌进入温跃层，部分补偿了北大西洋深水的下沉。