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物理海洋學（英語：Physical oceanography）研究海洋與鄰近之大氣的各種物理性質，以及牽涉海洋所發生的各種物理現象。主要研究主題包括海流、潮汐、波浪、海水循環、海水及海底沉積物的物理性質、海水與大氣間的關係等。物理海洋學是海洋學的幾個子領域之一，其他包括海洋生物學、海洋化學和海洋地質學。
物理海洋學可以細分為描述性海洋學和動態物理海洋學[1] 。描述性物理海洋學旨在通過觀察和復雜數值模型研究海洋，描述盡可能精確的流體運動。動態物理海洋學則主要側重於控制流體運動的過程，強調理論研究和數值模型。 這些與氣象學共同是地球物理流體動力學（GFD）大型領域的一部分。
地球約97％的水都在海洋之中。海洋是絕大多數水汽的來源，大氣中的水汽凝結，形成陸地上的降水[2][3]。海洋巨大的熱容緩和了地球的氣候，吸收各種氣體影響大氣的組成[3] 。海洋甚至透過海底變質作用影響火山岩的形成，以及隱沒帶產生的火山氣體和岩漿[3]。
海洋的深度遠大於大陸的高度; 由地球陸高海深曲線的測量表明，地球的平均海拔高度只有840公尺，而海洋的平均深度是3800公尺。 但相對於陸地，海底山脈和壕溝等極端情況比較少[2]。海洋的面積、體積，以及平均和最大深度（不包括陸緣海）:
| 洋別 | 實際面積（平方千米） | 佔地球表面 （百分比） |
最大深度 （米） |
平均深度 （米） |
容積 （立方千米） |
|---|---|---|---|---|---|
| 太平洋 | 179,680,000 | 35.0% | 11,034 | 4,028 | 723,700,000 |
| 大西洋 | 93,363,000 | 18.0% | 9,219 | 3,627 | 337,540,000 |
| 印度洋 | 74,917,000 | 14.9% | 7,729 | 3,897 | 291,900,000 |
| 北冰洋 | 13,100,000 | 2.9% | 5,449 | 1,200 | 16,690,000 |
| 南冰洋 | 20,327,000 | 未計 | 7,236 | 4,500 | 71,800,000 |
| 總計 | 361,000,000 | 70.8% | 11,034 | 3,790 | 1,300,000,000 |
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由於世界海洋絕大多數是深水，海水平均溫度較低，大約75％海洋體積的溫度為0°C至-5°[2]。相同的百分比下的海水鹽度範圍在34-35 ppt（3.4-3.5％）[2]。然而，表層海水仍然有很多變化。表面溫度範圍可以從熱帶海域約35°C，到極點附近降至冰點。鹽度可能在10至41 ppt（1.0-4.1％）之間變化 [4]。
溫度的垂直結構可分為三個基本層，梯度低的表面混合層、梯度高的溫躍層，以及深水層。在溫度方面，海洋分層與緯度高度相依; 溫躍層在熱帶地區明顯，但在極地水域不存在[4]）。海水中的鹵素通常位於表面附近，蒸發會升高熱帶地區的鹽度，極地地區則因為融冰而稀釋[4]。鹽度和溫度隨着深度的變化改變了海水的密度，形成斜密層[2]。
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