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개요

해수의 순환을 일으키는 주요원인 가운데 하나는 열대지방과 극지방에 축적되는 에너지 양의 차이이며, 이로 인한 순환을 열염분순환(熱鹽分循環)이라고 한다. 현재까지 알려진 바에 의하면 해수의 대규모적인 순환은 극지방에서의 해빙에 따른 열의 상실로 밀도가 큰 차가운 물이 가라앉아 적도 쪽으로 흐르면서 일어나며, 태양의 가열로 축적되는 에너지 양의 차이는 별 영향을 미치지 못하는 것으로 알려져 있다. 해양의 표층해류는 바람에 의해 해수면 근처에서 형성되는 표면전단응력에 의해 일어난다.

표층해류는 지구자전에 의한 코리올리 효과의 영향을 받기 때문에 북반구의 표층해류는 오른쪽으로, 남반구의 표층해류는 왼쪽으로 편향된다. 그러나 수심이 깊은 곳에서 일어나는 해양순환에 대해서는 아직 자세하게 알려져 있지 않다.

해류의 유속을 측정하는 방법으로는 라그랑주 법과 오일러 법이 있다. 라그랑주 법은 부표(浮漂)를 이용하는데 해류에 따라 다양한 종류의 부표가 이용된다. 해안지역에서의 해수 이동은 트레이서(tracer)를 이용해 추적한다.

또한 라그랑주 법의 일종으로 선박의 항해기록도를 이용해 표층해류 유속을 계산하기도 한다. 오일러 법은 고정된 지점을 흘러가는 유수의 속도를 유속계(流速計)로 측정하는 방법인데, 이때 측정되는 특정 장소에서의 유속은 수심과 시간에 따라 변한다. 이밖에도 지형류(地衡流)를 이용해 수학적으로 계산하기도 한다. 한편 해류의 동역학적 연구는 디지털 컴퓨터가 빠른 속도로 개발됨에 따라 점차 발달중이며, 특히 여러 가지 유체역학적인 반응에 대한 값이 수치로 표현되는 추세이다(→ 지균운동).

해양에서의 생물지화학적 순환

해양에서 일어나는 각종 작용은 해수 조성에 상당한 영향을 미친다. 이러한 작용의 예로는 생물학적 작용, 퇴적작용, 혼합작용이 있다. 생물학적 작용은 육지로부터 공급된 화학물질을 처리해 해수의 조성을 일정하게 조절한다.

그러나 해수 중에 존재하는 화학원소들은 장소와 시간에 따라 변화한다. 해수 조성의 주요변화는 생물학적 활동이 가장 활발한 상층부에서 주로 일어난다. 오늘날의 해양에서 흔히 관찰되는 망간 단괴는 여러 가지 생화학적 작용의 결과로 형성되는 산물이다. 망간 단괴의 성장률은 방사성연대측정 결과 1,000년에 3㎜ 정도인 것으로 밝혀졌다.