Солнечные лучи почти не нагревают воздух. Его нагревает обратное длинноволновое, тепловое и невидимое для глаз излучение суши и моря. Суша быстро нагревается и быстро остывает. В приземном слое воздуха над сушей можно встретить температуру от 50 º тепла до 80 º мороза, тогда как самая высокая температура в тропических водах открытого океана +28 º, а самая низкая в полярных бассейнах -1,9 º. У дна в глубоководных частях Мирового океана температура воды повсеместно около 2 º выше нуля.
Годовые изменения температуры поверхностной воды в тропиках не превышают 2º, а в полярных бассейнах 14-15º. Это происходит потому, что вода, в отличие от суши, медленно нагревается и медленно остывает. У воды ничтожно мала физическая теплопроводность. Передача тепла в море от поверхности в более глубокие слои происходит путем перемешивания. Эту задачу выполняют волны, приливные и другие течения. Перемешивая воду, они способствуют проникновению тепла в глубины моря летом и возвращению его в атмосферу зимой. Заметные сезонные колебания температуры воды не проникают обычно глубже 100-200 м. Температура воздуха над поверхностью воды лишь незначительно отличается от температуры воды.
В средних и высоких широтах летом вода в океанах и морях накапливает тепло, а зимой отдает его в атмосферу. Теплоемкость воды огромна. Кубический метр воды, охлажденный на несколько градусов, на столько же градусов нагревает 3134 м3 воздуха. Даже лед не препятствует морю нагревать атмосферу. Поэтому в Центральной Арктике в разгар зимы температура воздуха редко бывает ниже -20º, тогда как на севере Сибири, в Якутии, она падает порой до 70º ниже нуля.
Если в северных широтах океан согревает воздух, то в экваториальных странах он его охлаждает. Кроме того, он охотно делится избытком тепла, накопленного в тропиках, с северными холодными морями при посредстве течений. Теплое течение Куросио согревает Японские острова, Гольфстрим - север Европы. Вместе с этим мощным течением из Атлантического океана в Арктику ежегодно поступает от 140 до 243 тыс. млрд. ккал тепла. Таким количеством тепла можно растопить 3 млрд. т льда. Под влиянием Гольфстрима среднегодовая температура воздуха в Англии на 15º, а в Норвегии - на 20-25º выше нормальной температуры для соответствующей географической широты. Благодаря Гольфстриму наше Мурманское побережье круглый год свободно от льда. Теплые океанские течения - водяное отопление умеренных и северных широт планеты.
Полярные моря в свою очередь направляют холодные воды в области океана, расположенные в средних и экваториальных широтах. Их переносят холодные поверхностные течения - Ойясио и Гренландское в северном полушарии, Перуанское и Бенгельское - в южном полушарии. Кроме того, холодные полярные воды текут в сторону экватора в глубинах океана. Таким образом, океан непрерывно выравнивает температуру воздуха на земном шаре.
Океан согревает атмосферу не только путем непосредственного теплообмена и длинноволновой радиации, но и посредством испарения. Океан - это нагреваемый Солнцем паровой котел. В среднем около тысячи тонн пара в час снимает атмосфера с квадратного километра поверхности этого гигантского парового котла. В тропиках под палящими лучами солнца испарение возрастает в два - три раза. Здесь над безбрежными просторами океана собирается в воздухе огромное количество водяных паров. Конденсируясь и превращаясь в облака, они выделяют тепло, отнятое при испарении у океана. Доля этого тепла в нагреве атмосферы оценивается учеными по-разному - от 2/3 до 9/10 общего количества тепла, поступающего от океана в атмосферу. Как бы ни считать, оно служит мощным источником энергии, приводящей в движение воздушные массы. Весьма вероятно, что именно в тропиках начинаются ветры, дающие первые толчки атмосферной циркуляции, которая охватывает весь земной шар.
Это хорошо показал, например, американский ученый Бьеркнес в своем докладе о крупномасштабном взаимодействии океана и атмосферы на 2-м Международном океанографическом конгрессе в Москве.
