Le temperature superficiali medio-oceaniche variano con la latitudine in risposta all’equilibrio tra radiazione solare in entrata e radiazione a onde lunghe in uscita. C’è un eccesso di radiazione solare in entrata a latitudini inferiori a circa 45° e un eccesso di perdita di radiazione a latitudini superiori a circa 45°., Sovrapposti a questo equilibrio di radiazioni sono i cambiamenti stagionali nell’intensità della radiazione solare e nella durata delle ore diurne a causa dell’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano dell’eclittica e della rotazione del pianeta attorno a questo asse. L’effetto combinato di queste variabili è che le temperature medie della superficie oceanica sono più alte alle basse latitudini che alle alte latitudini., Poiché il Sole, rispetto alla Terra, migra annualmente tra il Tropico del Cancro e il Tropico del Capricorno, il cambiamento annuale nel riscaldamento della superficie terrestre è piccolo alle latitudini basse e grande alle latitudini medie e superiori.
L’acqua ha una capacità termica estremamente elevata e il calore viene miscelato verso il basso durante le condizioni di riscaldamento superficiale estivo e verso l’alto durante il raffreddamento superficiale invernale. Questo trasferimento di calore riduce il cambiamento effettivo delle temperature superficiali oceaniche nel corso del ciclo annuale. Nei tropici la superficie dell’oceano è calda tutto l’anno, variando stagionalmente da 1 a 2 °C (da 1,8 a 3,6 °F)., A midlatitudes le temperature medio-oceaniche variano circa 8 ° C (14.4 °F) nel corso dell’anno. Alle latitudini polari la temperatura superficiale rimane vicino al punto di congelamento dell’acqua di mare, circa -1,9 °C (28,6 °F).
Le temperature del terreno hanno un ampio intervallo annuale alle alte latitudini a causa della bassa capacità termica della superficie terrestre. La vicinanza alla terra, l’isolamento dell’acqua dall’oceano aperto e i processi che controllano la stabilità dell’acqua superficiale si combinano per aumentare la gamma annuale di temperatura superficiale dell’oceano nearshore.,
In inverno i venti dominanti trasportano masse d’aria fredda al largo dei continenti nelle latitudini temperate e subartiche, raffreddando l’acqua di mare superficiale adiacente al di sotto di quella del livello medio dell’oceano. In estate si verifica l’effetto opposto, poiché le masse d’aria continentale calda si spostano sul mare adiacente. Questo crea una maggiore gamma annuale di temperature superficiali del mare a medie latitudini sui lati occidentali degli oceani dell’emisfero settentrionale, ma ha solo un piccolo effetto nell’emisfero meridionale, in quanto vi è poca terra presente., Invece, gli oceani dell’emisfero australe agiscono per controllare la temperatura dell’aria, che a sua volta influenza le temperature della terra della zona temperata e riduce l’intervallo di temperatura annuale sulla terra.
Le correnti oceaniche trasportano l’acqua con le caratteristiche di una zona latitudinale in un’altra zona., Lo spostamento verso nord di acqua calda a latitudini più elevate dalla corrente del Golfo del Nord Atlantico e la Kuroshio (corrente giapponese) del Nord Pacifico crea bruschi cambiamenti di temperatura lungo i confini attuali o fronti termici, dove questi flussi in movimento verso nord incontrano acqua più fredda che scorre verso sud da latitudini più elevate. Le correnti di acqua fredda che fluiscono da latitudini più alte a più basse spostano anche le isoterme superficiali da posizioni latitudinali quasi costanti., A basse latitudini gli alisei agiscono per spostare l’acqua lontano dalle coste lee delle masse terrestri per produrre aree di upwelling costiero di acqua dalla profondità e ridurre le temperature superficiali.
Le temperature negli oceani diminuiscono con l’aumentare della profondità. Non ci sono cambiamenti stagionali alle profondità maggiori. L’intervallo di temperatura si estende da 30 ° C (86 °F) sulla superficie del mare a -1 °C (30,2 ° F) sul fondo del mare. Come la salinità, la temperatura in profondità è determinata dalle condizioni che l’acqua incontrava quando era ultima in superficie., Nelle basse latitudini il cambiamento di temperatura dall’alto verso il basso negli oceani è grande. Nelle regioni temperate e artiche, la formazione di acqua densa sulla superficie che affonda in profondità produce condizioni quasi isotermiche con profondità.
Le aree degli oceani che subiscono un cambiamento annuale nel riscaldamento superficiale hanno uno strato misto di vento superficiale di temperatura elevata in estate. Al di sotto di questo strato quasi isotermico da 10 a 20 metri (da 33 a 66 piedi) di spessore, la temperatura diminuisce rapidamente con la profondità, formando un termoclino stagionale poco profondo (cioè uno strato di brusco cambiamento di temperatura verticale)., Durante il raffreddamento invernale e l’aumento della miscelazione del vento sulla superficie dell’oceano, il ribaltamento convettivo e la miscelazione cancellano questo termoclino superficiale e approfondiscono lo strato isotermico. Il termoclino stagionale si riforma quando ritorna l’estate. A profondità maggiori si trova un termoclino non stagionale più debole che separa l’acqua da fonti temperate e subpolari.
Al di sotto di questo termoclino permanente, le temperature diminuiscono lentamente. Nei bacini oceanici molto profondi, la temperatura può essere osservata aumentare leggermente con la profondità., Ciò si verifica quando le parti più profonde degli oceani sono riempite dall’acqua con una singola temperatura da una fonte comune. Questa acqua sperimenta un aumento di temperatura adiabatico mentre affonda. Tale aumento di temperatura non rende instabile la colonna d’acqua, perché l’aumento della temperatura è causato dalla compressione, che aumenta la densità dell’acqua. Ad esempio, l’acqua di mare superficiale di 2 °C (35,6 °F) che affonda a una profondità di 10.000 metri (circa 33.000 piedi) aumenta la sua temperatura di circa 1,3 °C (2,3 °F)., Quando si misurano le temperature del mare profondo, l’aumento della temperatura adiabatica, che è una funzione della salinità, della temperatura iniziale e della variazione di pressione, viene calcolato e sottratto dalla temperatura osservata per ottenere la temperatura potenziale. Le temperature potenziali vengono utilizzate per identificare un tipo comune di acqua e per risalire alla sua fonte.