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海洋与我们的天气、气候变化密切相关，海洋与大气之间的热量和动量、物质交换等海气相互作用可导致不断变化的天气气候现象或极端事件，如台风，造成全球或区域气候异常和气象灾害的。海洋中起着非常重要的作用在大气的运动和气候变化。洋流内部的运动和海陆之间的热差，塑造了地球上不同风格的自然景观和复杂多样的气候天气现象。
海洋在调节全球天气和气候系统、调节地球天气和气候条件方面发挥着重要作用。由于海洋的热惯性，同样体积的水可以储存超过大气热量的2000倍。海洋、地球昼夜温差、冬夏温差和温度波动对人类居住来说太大了。根据一些数据，海洋提供了地球上90%的降雨，吸收了90%的多余热量，通过洋流将其重新分布到世界各地，这样地球就不会一直变热或变冷。
近几十年来，海洋一直在变暖，从海平面一直延伸到海底2000多米。近年来，海洋热浪的频率明显增加，海洋温度甚至上升了4℃左右，并持续了数月以上。海水的温度很小，但一到两度就能产生很大的差别。高温上升将会严重影响海洋生态、鱼类和藻类的生存。特别是，海洋在2000多米的深处储存了大量的多余热量。最终，在几十年甚至几个世纪之后，热量会回到地表。考虑到地球表面温度到那时已经高得多，而海洋上升的热量将导致全球气温二次升高，对全球气候的影响将更为严重，因此，应该考虑到海洋热的延迟效应。
专家表示，随着气候变化的影响越来越严重，以更高的精度观察海洋和了解其气候代码比以往任何时候都更加重要。同时，公众应该主动意识到海洋在地球气候系统中的重要作用，减少温室气体排放，走绿色低碳发展道路。
海洋，能够调节气温和气差，是因为海水里有大量的盐份，能够吸收阳光，储存大量的热量，当气温下降时，它能释放白天储存的热量，当烈日炎炎时，它又能吸收、储存这些热量，因此地球上拥有70%的海洋，方能达到我们人类生存的气候环境，如果没有海洋，我们的地球可能是一片焦土了。
海洋是带动洋流的一个因素之一，而洋流不仅是海水流动那么简单，它们自身也会输送热量和水汽。一般而言暖流增温增湿，而寒流则降温减湿。暖流流经的沿岸地带一般气候比较湿润，而寒流流经的沿岸地带往往沙漠广布。如西欧英法等国冬季均温在0度以上，北大西洋暖流功不可没，如有一天该洋流消失，该地冬季将比现在冷10度以上。南美阿塔卡马沙漠沿海分布近千公里与秘鲁寒流有直接关系。
另外，较大洋流势力的强弱变化还会引起厄尔尼诺与拉尼娜现象等(赤道逆流与秘鲁寒流)，造成许多地区干旱、暴雨、森林火灾等自然灾害。
暖流是温度湿润的气候向高纬延伸、低纬向高纬延伸，相对于高纬度来说，低纬度的地方湿度大、气温高，所以暖流经过对沿岸会有增温增湿的影响。
而寒流恰恰相反，它使干燥的气候向低纬延伸，高纬相对低纬来说，温度低、气候干燥，所以寒流经过对沿岸会产生降温减湿的影响。
人们发现了这个特性，进行了有效的利用，最典型的是农业生产中培育秧苗时，为防止夜晚冻坏秧苗，傍晚时往秧田里多放些水，晚上秧田里的水放热时，温度不会降得太低，不致冻坏秧苗。到了第二天的早晨，再把秧田里的水排出一部分，秧田受到阳光照射，温度可以高些，有利于秧苗的生长。
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