海洋熱含量

基於季節和緯度的不同溫躍層。 圖片橫軸表示溫度；縱軸表示水溫。

海洋熱含量是「海洋儲存的熱量總量」，[15]因此需要先測量許多不同位置和深度的海洋溫度才能計出海洋熱含量。

對整個海洋的海洋熱量密度進行積分，即可得出海洋總熱量。[16]

兩個深度之間積分如下：[17][2]

${\displaystyle H=c_{p}\int _{h2}^{h1}\rho (z)T(z)dz}$

算是中 ${\displaystyle c_{p}}$ 是海水的比熱容，h2是深邊界，h1是淺邊界，${\displaystyle \rho (z)}$ 海水密度，${\displaystyle T(z)}$是溫度。在國際單位制中，${\displaystyle H}$ 的單位為焦耳每平方米（J·m⁻²）。

務實上，可以透過一些近似函數簡化測量與計算。海水密度是溫度、鹽度和壓力的函數值。儘管在海洋深處寒冷且壓力巨大，但由於水幾乎不可壓縮，且為穩定的液體狀態，深海水密度已達到最大值。

溫度與海洋深度的測量將描繪出上層混合層（0-200米）、溫躍層（200-1500米）和深海層（>1500米）。這些界限深度只是粗略的近似值。陽光最大穿透深度約為200米；其中最上面的80米是光合作用海洋生物的生活區，覆蓋地球表面超過70％的區域。[18]波浪作用和其他表面湍流有助於讓上層性質更為均勻一致。

表面溫度會隨著緯度增加而遞減；而世界上大多數地區的深海溫度相對較低且均勻。[19]大約50％的海洋體積位於超過3000米的深度，其中太平洋是五個海洋區分中最大且最深的。溫躍層是上層和深層之間的過渡區，涉及溫度、養分流動、生物豐富度等多個層面。在熱帶地區，它是半永久性的；在溫帶地區，它是會隨著季節變動；而在極地地區，它很淺，甚至不存在。[20]

Argo陣列中活動浮標的全球分佈[21]

海洋熱含量的測量相當困難，尤其是在Argo剖面浮標部署之前。由於空間覆蓋不足和數據質量不佳，有時很難區分長期全球暖化趨勢和氣候變異的影響。這些複雜因素的示例包括由於聖嬰現象和重大火山爆發引起的海洋熱含量變化。[10]

Argo是一個自21世紀初開始部署的機器人剖面浮標國際計劃。[22] 該計劃最初的3000個單元在2020年擴展到近4000個單元。在每個10天的測量週期開始時，浮標會下降到1000米的深度，漂流九天。然後，它會下降到2000米的深度，並在最後一天上升到表面時測量溫度、鹽度（電導率）和深度（壓力）。在表面，浮標通過衛星中繼傳輸深度剖面和水平位置數據，然後重複週期。[23]

從1992年開始，TOPEX/Poseidon和隨後的Jason衛星系列觀測到了垂直積分的海洋熱含量，這是海平面上升的主要組成部分之一。[24] Argo和Jason測量之間的合作讓海洋熱含量和其他全球海洋特性的測量更為精準。[21]