在前面深层海流一章中曾阐述过，全世界范围内海水可以下沉至深层的只有北大西洋。在那里，表层海水可以在约3000米的海底观测到，但因海水下沉的位置和时间很难推测，所以海平面与海底之间的温度混合层则很难观测到。
在20世纪60年代，开放式的一次核试验释放出大量的人造放射性物质。1974年前后在北大西洋5，000米的深海中，发现了其中一部分放射性物质。直到1990年，北太平洋的1，000米深处才出现了放射性物质的反应。这一现象足以说明北大西洋的表层海水可以下沉至深海。而在北大西洋下沉的深层海水在南极海进一步被冷却，从海洋底层运动到全世界的海洋中。
探索洋流
在海边散步，我们会发现许多漂流物品被冲上沙滩。
藤壶
令人遗憾的是近来的漂流物多是塑料瓶或泡沫塑料之类的东西，但是偶尔也能发现一些漂流的木头或者椰子等物品。这些物品上有的吸附着藤壶等贝类，有的残留着海龟的爪痕，显然在海洋上漂流了很久。
只要我们能够调查出这些漂流物从哪里漂来，也就可以推测出将它们带来的洋流的运动了。
椰子肯定是顺着黑潮（日本洋流）从南方的岛屿漂流来的，而由日本海岸漂流出的物品则在美国的西雅图和阿拉斯加被发现。这一切说明在北太平洋上存在着一个被称为亚热带循环的顺时针洋流系。
根据这一点，从很早以前人们就用漂流瓶的方式来调查洋流。其中流传较广的有郡司大尉的故事。据说郡司大尉受海洋学家和田雄治博士的委托，在明治26年（公元1893年）的择捉岛向色丹岛施放了400枚漂流瓶。虽然最后只收回了5枚漂流瓶，但是这可是日本最早的洋流调查实验。
现在我们仍然经常使用漂流瓶的方法来调查洋流。漂流试验用的防水纸也被称为“漂流明信片”。如果您发现了漂流瓶或者漂流明信片，请记录当时的时间和地点并及时和有关单位联系。
漂流瓶
从船只的漂流情况也可以测量洋流。例如即使按照固定的方位航行，由于洋流的影响，船只的航线仍然会或左或右地偏移，或者航行速度受到影响。据此可以测出洋流的方向和强度。
顺便提示一点，现代的船只的航行系统都已经考虑到了洋流的影响，自动根据洋流的情况来调整航行的方向。
现代依靠人造卫星来确定海上位置。就像许多人都知道的，现在随着车辆的导航而普及了的“全球定位系统”在全球的任何角落都能利用，当然船只也能使用。
在漂浮在海面上的浮标上安装GPS全球定位系统的信号接收器，就可以以100米以内的精度来测量每秒的位置，这样就可以测出洋流的速度。当然，这种GPS浮标需要回收，或者利用其他电波信号来告知它的位置。
GPS全球定位系统示意图
在另一种被称为“ARGOS系统”的系统中则利用轨道气象卫星来确定现在的位置。电波自浮标发出，由气象卫星接收，每日进行6～10次的定位。
根据这个方法可以相当准确地测定海洋表面海水的运动。
测量风速的风速计不仅仅在气象观测所才有，在学校等地方也经常能见到。同风速计一样，测量水流的设备称为“流速计”。
海洋浮游生物
风速计由测量风的强度的螺旋叶片部分和测量风向的箭头部分构成。这两种信号都被转化为电信号并记录在观测室中。
流速计也使用螺旋轮，一般多为垂直转轴的叶轮式。
当流速计被安装在观测塔或者海底的平台上时，它的结构和风速计几乎一样。但是如果将它固定在绳索上进行测量，就必须安装特殊的系统。因为绳索会和流速计一起旋转，所以必须内置定位计和记录计。
进入20世纪后，这种流速计又有了不少的发明。例如，有一种发明，每当螺旋轮旋转一周，磁定位盘中便有一粒小金属球落入。将这种流速计固定在绳索的一端垂在一定深度的测定层上保持一定时间，然后将它提起。根据金属球的数量便可以计算出测定时间内的平均流速和流向的频度。
另外，还有一种办法，每间隔一定时间便以打印的形式在轴纸上记录叶片和磁定位计的方向。
在转速器和方位指示器上则记录着铅字。到了20世纪60年代改用胶片，近代则多用磁带等磁记录设备。
现代的记录计利用电脑存储记录，直接输入电脑进行数据分析。
根据最新的调查研究结果，在水深1万米的海沟底部最大也有10厘米／秒的流速。在这方面机械式的流速探测器立了大功。有的敏感度高的螺旋轮在1.5厘米／秒的流速下便可以开始旋转。
要测量更加微小的流速就要使用电磁式或声波式设备了。所谓的电磁式，就是在线圈里通电，使感应器周围产生磁场，当海水流过磁场时会产生电压，根据所产生的电压就可以测得水流的数据。
所谓的声波式，根据的是声波在顺流的情况下比逆流情况下早到达目的地的原理。
音速在水中的传播速度为每秒1，500米，10厘米的距离所需的传播时间也可以测量。现在一般在海底间隔约10千米处安装2台声波产生接收器，用来进行测量从海底到海面的平均流速的试验。
在海水中也存在着如浮游生物一类的随海水的运动而运动的可反射声波的物体。由海上船只的船底发射出的声波在遇到上述的反射体时，会反射出频率不同的声波。这就是船同反射体的相对运动的多普勒效应。根据接收到回音的时间差可以测出反射体的深度。这就是所谓的“声波多普勒流速计”。将这种流速计安装在船底，可以在航行过程中测量水深1，000米处的流速。
声波多普勒流速计另外，由于地球磁场的北极同地球的北极并不一致，日本近海一般有5度的差异，所以在使用磁性定位器时一定要注意这一点。
在探索洋流的方法中还有一种被称为“中层浮筒”的方法。这种方法使浮筒悬浮在一定的水层（深度），根据浮简的漂流来测量洋流。
漂浮在海面上的浮力装置称为浮标，悬浮在海水中的浮力装置称为浮筒。为了让浮筒悬浮在指定的水层中，必须使浮筒的密度和该水层的密度相等。当随洋流漂流的浮筒的深度变小时，如果浮筒的体积变大，浮筒将会越浮越高，所以必须使用金属圆筒或玻璃球等来做浮筒，减小由于压力的变化而导致浮筒的体积变化的可能。
浮筒先在陆上的海水箱中调整浮力。对100千克的浮筒以0.1克的精度进行浮力调节。小型的浮简直接放入同预悬浮的水层同样压力的海水箱中，用细小的金属链调整平衡。
那么，如何追踪这些悬浮在海中的浮筒呢？
在水面漂流的浮标可以利用电波来定位，但是海水中电波不能传播，只能用声波取而代之。而在海水中声波却能传播得很远。在澳大利亚洋面引爆炸弹产生的声波信号在大西洋的百慕大地区都可以收到，这是因为海水中存在着声波的“导波层”。
大西洋的百慕大
由浮筒产生的几百赫兹的声波，可以传播几千千米。每隔几十秒发射一定振幅变化的声波，接收装置就可以根据收到的声波来确定声波到达的时间。虽然这种形式存在着杂音干扰，但也可以在1千米的误差范围内确定位置。
上述依靠声波追踪浮筒的方法分为两类。一种是在浮筒内安装信号发生器，将信号接收器安装在固定位置。这种方法被称为“索发浮筒系统”，每日2次定位，每次施放的浮筒在30个左右。
另一种是将信号发生器固定，由浮筒上的信号接收器接收信号。这种方法被称为“雷富斯浮筒系统”，对施放的浮筒总数没有限制。浮筒接收的信号数据在观测结束后浮筒上浮，经人造卫星进行收集。这种方法测得的是声波到达时的位置，所以必须有3个以上的信号发生器。
当然也有不使用声波的浮筒测定系统。在悬浮于一定的水层测量漂浮一定时间后，浮筒浮上水面，发出电波信号，由人造卫星进行定位。这种浮筒依靠自身的液压泵每隔一段时间便改变自身的体积反复上浮下沉，所以被称为“沉浮式浮筒系统”。
海中声音的传播方式
前面已经说过，由于电波不能在海水中传播，大气中电波的作用在海中大部分都由声波来完成。人们想方设法发明了水下声响式电视机、雷达测量装置示意图收音机、收发报机、雷达等多种测量装置。
但是，声波有一个大缺点：频率越高传播距离就越短。10千赫兹的声波大概能传播10千米，但是这个频率不可能传送连续的画面，只能传送静止的画面。
并且声波在海中的传播速度仅为1，500米／秒，比起30万千米／秒的电波速度，简直微不足道。
海水中的音速随着温度、压力、盐分等的变化也产生非常大的变化。海水温度上升1℃，音速增加5米／秒。水深增加100米，音速增加1.7米／秒。众所周知，海水上层的温度较高，在水深500米处水温骤降，到了1，000米深处就变化很小了。
所以，声波在上层理论上应该传播得较快，但是下层由于压力较大，传播速度也较快，情况变得复杂。结果在多数海域的约1，000米深处存在着“音速最小层”。