(二)上層西邊界流、灣流和黑潮
上層西邊界流是指大洋西側沿大陸坡從低緯向高緯的流，包括太平洋的黑潮與東澳流，大西洋的灣流與巴西流以及印度洋的莫桑比克流等。它們都是北、南半球主要反氣旋式環流的一部分，也是北、南赤道流的延續。因此，與近岸海水相比，具有赤道流的高溫、高鹽、高水色和透明度大等特征。
由於灣流和黑潮有許多相似之處，以及它們在北半球的重要作用，長期以來許多學者對其進行了大量的研究工作，發表了大量論著，在此僅作簡要介紹。
灣流如果把灣流視為反氣旋式環流的一部分，那麼如何確定它的頭尾就是一個難題了。人們通常把由北赤道流和南赤道流跨過赤道的部分組成的、沿南美北岸的流動稱為圭亞那流和小安的列斯流，經尤卡坦海峽進入墨西哥灣以後稱為佛羅裏達流，佛羅裏達流經佛羅裏達海峽進入大西洋後與安的列斯流彙合處視為灣流的起點。此後它沿北美陸坡北上，約經1200km，到哈特拉斯角(35°N附近)又離岸向東，直到45°W附近的格蘭德灘以南，海流都保持在比較狹窄的水帶內，行程約2500km，此段稱為灣流(也有人認為灣流起點為哈特拉斯角)。然後轉向東北，橫越大西洋，稱為北大西洋流。佛羅裏達流、灣流和北大西洋流合稱為灣流流係。
灣流在海麵上的寬度為100～150km，表層最大流速可達2.5m/s，最大流速偏於流軸左方，沿途流量不斷增大，影響深度可達海底；灣流兩側有自北向南的逆流存在。
灣流方向的左側是高密的冷海水，右側為低密而溫暖的海水，其水平溫度梯度高達10℃/20km。等密線的傾斜滲達2000m以下，說明在該深度內地轉流性質仍明顯存在。觀測表明在灣流的前進途中，絕大部分區域一直滲達海底。灣流的運動事實上處於地轉平衡占優勢狀態。
灣流離開哈特拉斯角後，流幅稍有變寬，且常出現彎曲現象，並逐漸發展，當流軸彎曲足夠大時，往往與主流分離，在南側形成氣旋式冷渦，在北側則形成反氣旋式暖渦。其空間尺度特征為數百千米。這些渦有時可能存在幾年。渦形成之後沿灣流相反方向移動，有人曾跟蹤過一個渦，經過22個月之後，似乎又並入灣流中去了。
黑潮與灣流相似，黑潮是北太平洋的一支西邊界流，它是北太平洋赤道流的延續，因此仍存在著北赤道流的水文特征。
在洋盆西側，北赤道流的一支向南彙入赤道逆流，一支沿菲律賓群島東側北上，主流從台灣東側經台灣和與那國島之間的水道進入東海，沿陸坡向東北方向流動。到九洲西南方又有一部分向北稱為對馬暖流，經對馬海峽進入日本海。在進入對馬海峽之前，在濟州島南部，也有一部分進入黃海，稱為黃海暖流，它具有風生補償流的特征。黑潮主幹經吐噶喇海峽，進入太平洋，然後沿日本列島流向東北，在35°N附近分為兩支：主幹轉向東流直到160°E，稱為黑潮延續體；一支在40°N附近與來自高緯的親潮彙合一起轉向東流彙於黑潮延續體，一起橫過太平洋(圖5—16)。
斯維爾德魯普把從台灣南端開始到日本太平洋沿岸35°N附近的這一段流動稱為黑潮，從35°N向東到160°E附近的流動稱為黑潮續流；160°E以東為北太平洋流。三者合稱黑潮流係。
黑潮與灣流相似，也是一支斜壓性很強的海流，同樣處在準地轉平衡中。強流帶寬約75～90km，兩側水位相差1m左右。影響深度達1000m以下，兩側也有逆流存在，在日本南部流速最大可達1.5～2.0m/s。東海黑潮流速一般3月份最強，11月份最弱。
黑潮也能發生大彎曲，但與灣流有不同的特點。從30年代開始至今對其進行過多次考察，發現黑潮路徑有兩種可能位置：一種為明顯彎曲的路徑，彎曲中心在138°E，彎曲波長為500～800km，彎曲半徑為150～400km；另一種為沒有彎曲的路徑。在每種情況下都能使持續穩定的流量向高緯輸送。
西邊界流每年向高緯區輸送熱量，約同暖氣團向高緯輸送的熱量相等，這對高緯的海況和氣候產生巨大的影響。
(三)西風漂流
與南北半球盛行西風帶相對應的是自西向東的強盛的西風漂流，即北太平洋流、北大西洋流和南半球的南極繞極流，它們也分別是南北半球反氣旋式大環流的組成部分。其界限是：向極一側以極地冰區為界，向赤道一側到副熱帶輻聚區為止。其共同特點是：在西風漂流區內存在著明顯的溫度經線方向梯度，這一梯度明顯的區域稱為大洋極鋒。極鋒兩側的水文和氣候狀況具有明顯差異。
北大西洋流灣流到達格蘭德灘以南轉向東北，橫越大西洋，稱為北大西洋流。它在50°N，30°W附近與許多逆流相混合，形成許多分支，已不具有明顯的界限。在歐洲沿岸附近分為三支：中支進入挪威海，稱為挪威流；南支沿歐洲海岸向南，稱為加那利流，再向南與北赤道流彙合，構成了北大西洋氣旋式大環流；北支流向冰島南方海域，稱為伊爾明格流，它與東、西格陵蘭流以及北美沿岸南下的拉布拉多流構成了北大西洋高緯海區的氣旋式小環流。北大西洋流將大量的高溫、高鹽海水帶入北冰洋，對北冰洋的海洋水文狀況影響深遠，同時對北歐的氣候狀況也有巨大的影響。
北太平洋流它是黑潮延續體的延續，在北美沿岸附近分為兩支：向南一支稱為加利福尼亞流，它彙於北赤道流，構成了北太平洋反氣旋式大環流；向北一支稱為阿拉斯加流，它與阿留申流彙合，連同亞洲沿岸南下的親潮共同構成了北太平洋高緯海區的氣旋式小環流。
南極繞極流由於南極周圍海域連成一片，南半球的西風漂流環繞整個南極大陸(應當指出南極繞極流是一支自表至底自西向東的強大流動，其上部是漂流，而下部的流動為地轉流)。南極鋒位於其中，在大西洋與印度洋平均位置為50°S，在太平洋位於60°S。由於風場分布不均勻，造成了來自南極海區的低溫、低鹽、高溶解氧的表層海水在極鋒的向極一側輻聚下沉，此處稱為南極輻聚帶。極鋒兩側不僅海水特性不同，而且氣候也有明顯差異，南側常年為幹冷的極地氣團盤踞，海麵熱平衡幾乎全年為負值，海麵為浮冰所覆蓋；北側，冬夏分別為極地氣團與溫帶海洋氣團輪流控製，季節性明顯。故稱極鋒南部為極地海區，北部至副熱帶海區為亞南極海區。
南極繞極流在太平洋東岸的向北分支稱為秘魯流；在大西洋東岸的向北分支稱為本格拉流；在印度洋的向北分支稱為西澳流。它們分別在各大洋中向北彙入南赤道流，從而構成了南半球各大洋的反氣旋式大環流。
北半球的極鋒輻聚不甚明顯，隻在太平洋西北部的黑潮與親潮的交彙區以及大西洋西北部的灣流與拉布拉多海流的交彙區存在著比較強烈的輻聚下沉現象，一般稱為西北輻聚區。由於寒暖流交彙所產生的強烈混合，海洋生產力高，從而使西北輻聚區形成良好的漁場。這正是世界有名的北海道漁場和紐芬蘭漁場的所在海區。
在南北半球西風漂流區內，存在著頻繁的氣旋活動，降水量較多，氣旋大風不斷出現，海況惡劣，特別在南半球的冬季，風與浪更大，故航海家有“咆哮45°、咆哮好望角”的傳稱。
(四)東邊界流
大洋的東邊界流有太平洋的加利福尼亞流、秘魯流，大西洋的加那利流、本格拉流以及印度洋的西澳流。由於它們從高緯流向低緯，因此都是寒流，同時都處在大洋東邊界，故稱東邊界流。與西邊界流相比，它們的流幅寬廣、流速小，而且影響深度也淺。
上升流是東邊界流海區的一個重要海洋水文特征。這是由於信風幾乎常年沿岸吹，而且風速分布不均，即近岸小，海麵上大，從而造成海水離岸運動所致。前已提及上升流區往往是良好漁場。
另外，由於東邊界流是來自高緯海區的寒流，其水色低，透明度小，形成大氣的冷下墊麵，造成其上方的大氣層結穩定，有利於海霧的形成，因此幹旱少雨。與西邊界流區具有氣候溫暖、雨量充沛的特點形成明顯的差異。
(五)極地環流
北冰洋中的環流北冰洋內主要有從大西洋進入的挪威流及一些沿岸流。加拿大海盆中為一個巨大的反氣旋式環流，它從亞美交界處的楚科奇海穿越北極到達格陵蘭海，部分折向西流，部分彙入東格陵蘭流，一起把大量的浮冰攜帶進入大西洋，估計每年10000km3。其他多為一些小型氣旋式環流。
南極海區環流在南極大陸邊緣一個很狹窄的範圍內，由於極地東風的作用，形成了一支自東向西繞南極大陸邊緣的小環流，稱為東風環流。它與南極繞極環流之間，由於動力作用形成南極輻散帶。與南極大陸之間形成海水沿陸架的輻聚下沉，此即南極大陸輻聚。這也是南極陸架區表層海水下沉的動力學原因。
極地海區的共同特點是：幾乎終年或大多數時間由冰覆蓋，結冰與融冰過程導致全年水溫與鹽度較低，形成低溫低鹽的表層水。
(六)副熱帶輻聚區的特點
在南北半球反氣旋式大環流的中間海域，流向不定，因季節變化而分別受西風漂流與赤道流的影響，一般流速甚小。由於它在反氣旋式大環流中心，表層海水輻聚下沉，稱為副熱帶輻聚區。它把大洋表層鹽度最大、溶解氧含量較高的溫暖表層水帶到表層以下，形成次表層水。
該區內的天氣幹燥而晴朗，風力微弱，海麵比較平靜。由於海水輻聚下沉，懸浮物質少，因此具有世界大洋中最高的水色和最大透明度，也是世界大洋中生產力最低的海區，故有“海洋沙漠”之稱。
以上就是世界大洋表層在水平方向上的主要環流及其特征。除此之外尚有一些區域性海流，例如，瑞德(Ried，1959)在南太平洋的赤道流中，發現了一支赤道逆流；宇田(Uda，1955)在北太平洋發現了一支副熱帶逆流等，但它們的持續性及其在總的大洋環流中的作用，目前尚不完全了解。
二、世界大洋上層的鉛直向環流
關於表層的風生環流已進行了較多的討論，但在世界大洋表層的這些環流之間，特別是在赤道海區，由於海水運輸有南北分量，導致了海水的輻聚下沉或輻散上升運動。在赤道上，西向的南赤道流，在赤道兩側分別向南與向北輻散，導致海水上升；在南赤道流與赤道逆流之間(3°～4°N)，由於海水輻聚而導致下沉；在赤道逆流與北赤道流之間(10°N)又形成了海水的輻散上升。由於連續性的原因，上述上升或下沉的海水在一定的深度上便形成了經向的次級小環流。它們分布在25°N～20°S之間，所處深度較淺，僅變動於50～100m之間。正是由於這些次級小型環流的存在，使得赤道海區表層的熱量和淡水盈餘向高緯方向輸送，部分調節了熱鹽的分布狀況，使其得以相對穩定。
順便指出，由於表麵海水的輻散或輻聚，導致海麵發生起伏，由此所形成的壓力場，在表層緯向環流中起著重要的作用。
三、大洋表層以下的環流
大洋表層以下的環流以經線方向為主，其分布的深度主要取決於海水的密度，因此仍以熱鹽效應起主導作用。但在某些海域海水的下沉或上升也會由某些動力作用引起。
(一)次表層水的運動和分布
大洋表層以下與大洋主溫躍層以上的海水稱為次表層水，是由副熱帶海域(兩半球反氣旋式大環流中間)的表層水下沉形成的。雖為高鹽水，但溫度也較高，在副熱帶輻聚的動力作用下，它隻能下沉到表層水以下的深度上，然後重新分布。其中大部分水體流向低緯一側，沿主溫躍層散布，少部分流向高緯一側，形成了以高鹽為主要特性的次表層水。
在次表層水形成過程中，由於動力作用與連續性的製約，導致其下界的深度起伏與表層水海麵的起伏恰恰相反。因為次表層水也具有較高的溫度，所以與表層水一起稱為大洋上層暖水區，其下方的主溫躍層正是該暖水區與大洋深處冷水區之間的過渡層，因此具有很大鉛直溫度梯度。
(二)大洋冷水區的環流
冷水區的環流指大洋主溫躍層以下與極鋒向極一側水域內的環流。包括中層水、深層水、底層水的運動與分布情況。
1.中層水的運動中層水主要由南極輻聚和西北輻聚區下沉的海水所形成，因此帶有源地的低鹽特征。由於溫度也較低，故其密度較大，所以分布在次表層之下。對其運動情況，可按其低鹽特點進行追蹤。
由南極輻聚帶下沉的海水，其溫、鹽特征值分別為2.2℃與33.8。它下沉到800～1000m的深度上，一邊參加了南極繞極環流，一部分水體向北散布進入三大洋。在大西洋中，以(5～6)×10-2m/s的速度沿西部向北運動，可達到25°N；在太平洋也可超越赤道；在印度洋則否。
另外，在北大西洋與印度洋中，還存在著高鹽特性的中層水。在北大西洋由直布羅陀海峽溢出的高鹽地中海水(溫度13℃，鹽度37)下沉到1000～1200m的深度上。然後向西、西南和東北方向散布，此稱為北大西洋高鹽中層水；在印度洋，紅海的高鹽水(溫度15℃，鹽度36.5)通過曼德海峽流出，在600～1600m的深度上沿非洲東岸向南散布，與南極中層水相遇發生混合。
2.大洋底層水的運動大洋底層水應具有最大的密度，其主要源地是南極大陸邊緣的威德爾海、羅斯海，其次為北冰洋的格陵蘭海與挪威海等。普遍認為，南極威德爾海是南極底層水的主要來源，在冬季冰蓋下海水(鹽度34.6，溫度-1.9℃)密度迅速增大，沿陸坡下沉到海底，一方麵加入南極繞極環流向東流，一方麵向北進入三大洋。在各大洋中主要沿洋盆西側向北流動。在大西洋中可達40°N，與北大洋底層水相遇，由於南極底層水密度較大，繼續潛入海底向北擴散。Gill(1973)提出了南極大陸邊緣全年都產生底層水的觀點，這是因為在陸架上200m以下的海水，夏季也存在著低溫、高鹽，因而亦具高密特征的水，特別在威德爾海西部的陸架上更是這樣。南極底層水的源地還有羅斯海和阿德利地近海。底層水的年平均生成率總共約38×106m3/s。
北冰洋也生成底層水，但因白令海峽很淺，不可能進入太平洋。密度更大的海水在格陵蘭與斯匹次卑爾根之間，位於北冰洋的固定冰舌之下形成，但是它被限製在諸如格陵蘭和挪威等一些海盆之中。隻在偶然情況下，少量海水通過蘇格蘭—法羅群島、冰島到格陵蘭的海檻溢出而進入大西洋。因此，北冰洋底層水處於幾乎是被隔絕的狀態。
3.大洋深層水的運動深層水介於中層水和底層水之間，約在2000～4000m的深度上。大洋深層水主要是由北大西洋格陵蘭南部的上層海洋中形成的。東格陵蘭流與拉布拉多寒流都向該海區輸送冷的極地水，與灣流混合後下沉(鹽度約為34.9，溫度近3℃)開始向整個洋底散布。在大洋西部接近40°N處，與來自南極密度更大的底層水相遇，就在其上向南流去，直到南大洋。在它向南的流動過程中與上層的由地中海溢出的高鹽高溫中層水相互混合。在南大洋的這種混合水稱為南大洋深層水。在40°S附近加入繞極環流，繼而被帶入印度洋和太平洋。在印度洋，西部的深層水向北運動，於2500m的深度上可根據其鹽度較高的特性追蹤至10°S；在東部的深層水則向南運動。太平洋的深層水都是由南大西洋的深層水與南極底層水混合而成的。因此太平洋2000m以下的溫鹽是均勻的，溫度為1.5～2.0℃，鹽度為34.60～34.75，不像大西洋那樣具有較明顯的分層特征。
大西洋深層水加入繞極環流的同時，逐漸上升，在南極輻散帶可上升至海麵，與南極表層水混合後，分別向北與向南流去，即加入到南極輻聚與南極大陸輻聚中去。
大洋深層水的源地不是海麵，因此貧氧是它的主要特征。從流的動力學性質看，它具有適應其他各層流動的補償的性質。
上述大洋環流是一種具有大的(洋盆或準洋盆範圍)空間尺度和長期(氣候學)的時間尺度的平均流動狀況。盡管是粗線條的，但能給出世界大洋總環流的基本格局和主要特征。這是進一步研究大洋環流的基礎。
四、大洋中尺度渦(mesoscaleeddies)
自70年代以來，海洋科學工作者相繼在各大洋中發現了一種水平尺度約為100～500km，時間尺度約為20～200d的流渦，它們廣泛地寄居於總的大洋環流之中，且以(1～5)×10-2m/s的速度移動著，這些流渦稱為“中尺度渦”。它們可以類比於大氣中的渦旋與鋒麵等天氣係統。因此，如果把以前對海洋平均狀況的研究稱為“氣候學”的描述，那麼中尺度渦發現後，便使海洋學進入了“天氣學”的研究階段。
關於中尺度渦形成、運動、能量的傳輸機製、時空分布及其與平均環流的關係等，許多學者已進行了研究。
中尺度渦可被觀測到的最突出的特性是它們的動能(和勢能)數量級的區域不均勻性。它與大洋環流的格局緊密相關，最強盛的渦主要存在於或者靠近強流區。顯然，這是由於在那裏存在不穩定性，具有渦形成的基本條件。
世界大洋中尺度渦場的動能分布極不均勻。例如在北大西洋和北太平洋西邊界強流區的表層，其動能約為東邊界流區和弱流區的10倍。渦場動能又主要集中在表層。在強流區，從海麵至1000m的深度內直線減少至表麵的1/1087。渦所影響的深度極大，在灣流強流區達5000m以深，在黑潮延續體達6000m，在這個深度上仍具有相當的動能。可見中尺度渦是一個深厚的係統。
渦的能量傳輸過程是：上層動能由大洋環流的平均動能提供；在較下層，由平均環流的勢能轉化為渦的動能，同時伴隨著自上而下由渦的動能轉化為渦的勢能。然後再轉化為更下層渦的動能這一次級的傳輸過程。另外，在下層渦的動能也會轉化為平均環流的動能。
渦在強流區形成後，能被強流吸收，也能傳播到其他海域，這就導致了渦場動能和勢能數量級的多變性。早期認為，渦可能強烈地影響副熱帶內部的總環流，而現在的認識卻是，渦對總環流的作用主要發生在強流區鄰近；在強流區內，渦形成的結果，隻起到了使平均環流能量下沉的作用，而平均環流與渦之間的能量交換主要是在強鋒麵流處以及向下輸送過程中的能量耗散機製。對渦自身的能量耗散而言，海底摩擦是重要的。渦至少部分地驅動回流的形成。當然尚有熱力學機製(Schmitzet.al.，1983，Spall，1992)。渦在深層的強流區和底部，也扮演了一“混合”的角色。
渦的時間尺度，相對變化較小。在靠近或在強流區中，其支配周期主要為中尺度時間，即20～200d；靠近表層，天氣時間尺度顯著；近海底陡坡處，地形波時間尺度(幾天的量級)變得突出。
中尺度渦的發現與研究，把人們對大洋環流的認識提高到了一個新的階段。隨著觀測技術和手段的進步、高速計算機的應用，必將對大洋環流的動力學、熱力學機製以及對海洋環流、大氣環境的影響等各方麵，作出更加詳盡的科學結論。
五、世界大洋的水團
由上討論可知，世界大洋中存在著五個基本水層，即大洋暖水區的表層水，次表層水；大洋冷水區中的中層水、深層水和底層水。如果按其溫、鹽等理化特性和源地作為條件，可在第一層等級把五層水視為五個水團。
1.表層水：具有高溫、相對低鹽特性，其源就是低緯海區密度最小的表層暖水本身。
2.次表層水：具有獨特的高鹽特征和相對高溫，它是由副熱輻聚區表層海水下沉而形成的，其下界為主溫躍層，南北範圍在南北極鋒之間。
3.中層水：具有低鹽特征，是西風漂流中的輻聚區表層海水下沉而形成。其深度約在1000～2000m的範圍內。但地中海水、紅海—波斯灣水是高鹽的。
4.深層水：北大西洋上部但在表層以下深度上是它的源地，因此貧氧是其主要特性。其深度約在2000～4000m的範圍內。
5.底層水：源於極地海區，具有最大的密度。
根據不同的標準可以在不同等級上依水團劃分的原則進行更細的劃分。例如在大西洋、太平洋、印度洋中的五大水團可分別冠以大洋的名稱和再分為南、北兩部分，這樣便會劃分出第二等級與第三等級的水團。例如在大西洋中，可把表層水劃分為南、北大西洋表層水兩個水團；次表層水也可分為由南、北半球副熱帶下沉形成的次表層水團；中層水可分為由西北輻聚和南極輻聚下沉的中層以及地中海水、紅海水形成的高鹽中層水等。對其他水層亦可類比細分。當然這要遵循一定的標準，而不可無限製地類推。