在太陽的照耀之下，地球上的海洋或陸地都吸收了輻射能量而升高溫度。海水的溫度與地面溫度相同，也有高、低溫的分別，像是赤道地區的海溫較高，而極地區域的海溫則較低。

海水溫度是海洋物理性質中重要的參數之一，同時海溫也會影響其他參數的變化，例如海水密度大小與海溫有關、海溫的差異也會導致海水出現水平或垂直方向的流動等等。由此可知，掌握海溫的分布與變化，對研究海水流動的趨勢，以及各種海水物理性質的分布極為重要。

那麼研究海洋流動對我們有什麼幫助呢？就像飛機航行需要了解大氣層空氣的流動（也就是風）一樣，而船舶的航行更需要掌握海流的速度與方向。精準的海流資訊，可以幫助相關人員為船舶擬訂航線，並依照航行的需求，來判斷是要跟隨海流或是避開海流。除此之外，海流以及海溫資訊，對漁業開發是很重要的訊息，可以協助漁民尋找良好的漁場所在。

臺灣四面環海，同時還有「黑潮」這股重要的海流經過臺灣周圍海域，因此準確的海流預報，對臺灣是非常重要，不但可以提供航運、遊憩或是漁業等產業，在規劃、管理與作業上的參考，也能提供公私部門在監測海洋環境、控制海洋污染擴散、協助海難搜救和緊急應變等決策之依據。

中央氣象署的海流預報系統，是參照美國威廉瑪莉學院維吉尼亞海洋研究所（VIMS,Virginia Institute of Marine Science, College of William and Mary）的約瑟夫博士（Y. Joseph Zhang）所發展的SCHISM海流模式來建構。預報模式在將海象及氣象資料輸入電腦進行計算後，即可預測臺灣周圍海域的海洋物理參數，包括海流、水位、溫度、鹽度等變化。在預報模式計算的過程中，初始的海象觀測資料，特別是海溫資料是否準確，將會影響海流預報的準確度；因此精準的海洋觀測數據，是決定海流預報的關鍵因素。

那麼，科學家們是用什麼方式來進行海洋觀測呢？以下針對常見的海洋觀測方式作簡單的介紹。

海洋觀測方式

海洋是由海水組成，而海水的運動基本上符合流體力學的模式。在流體力學中，可用兩種不同的方式來描述流體的運動，分別是「歐拉瑞恩氏（Eulerian）」與「拉格蘭吉恩氏（Lagrangian）」。

「歐拉瑞恩氏」方法是在一個固定位置的地方，觀測通過該處之流體的運動行為，是「定點式」的觀測；而「拉格蘭吉恩氏」方法則是針對個別的流體質點，觀測它們所走過的軌跡上的運動行為，是一種「漂流式」的觀測。根據這兩種流體力學運動的描述方式，海洋觀測方法也因此分成「定點式觀測」與「漂流式觀測」兩種。

1. 定點式觀測：
當需要在海上某處進行定點的長期連續觀測時，通常是將各種自記式測量儀器以錨碇方式固定在海底。被錨碇的資料浮標系統（Weather Buoy/Surface Buoy）可以觀測海浪、海面風速與風向、海溫以及海面氣壓等海象與氣象資訊。

中央氣象署的海氣象資料浮標

2. 漂流式觀測：
我們在電影《少年PI的奇幻漂流任務》裡，曾看過主角將求救的訊息放進密封的玻璃瓶中，製作成「瓶中信」投入海中漂流到他處。漂流式的海洋觀測方法，就好比高科技的瓶中信，讓研究人員能夠藉由浮標漂流的軌跡與漂流期間所收集的數據，了解海流、海溫與鹽度的情況。
從1970年代衛星能夠定位地表物體開始，研究人員就已經在全球海洋陸續投放了各式各樣的觀測浮標；1982年時，「世界氣候研究計畫（World Climate Research Program, WCRP）」的研究人員體認到全球浮標陣列的重要性，於是開始發展標準化、低成本、質輕並容易投放的浮標。
標準化的浮標被稱為「SVP浮標」（SVP Drifter，SVP是「世界海洋環流實驗」中一項子計畫的名稱縮寫，該計畫原名為Surface Velocity Program，標準化浮標便是在此子計畫下進行開發）；浮標的結構有兩部分：（1）海面浮標部分，包含：電池系統、資料傳送器、測量海溫的熱敏電阻、與其他測量氣壓、風向與風速、海水鹽度與水色的儀器；（2）水下漂流錨（Submerged Drogue）部分，是洞襪狀（Holey-Sock）設計，可停留在海面下15公尺處，以便測量海水上層的海流。
在正常的操作狀況下，「SVP浮標」的使用壽命大約有400天左右。

原始的SVP浮標與迷你SVP浮標結構示意圖

亞果計畫（Argo Program）

海洋科學家為了能長期觀測海洋的生物、物理和化學性質之變動，在1999年召開的「世界海洋觀測大會」中，首度提出跨國合作的「亞果計畫（Argo Program）」；這個由全球30多個國家共同合作開發的「全球海洋觀測計畫」，終於在2007年布置完成。「亞果計畫」在全球海洋中，投放近4000個小型自由漂流的自動探測設備，這種漂流設備稱為「亞果浮標（Argo Float）」。

大部分「亞果浮標」首先會在海面下大約1000公尺的「停留深度（Parking Depth）」隨洋流漂流，每隔10天左右「亞果浮標」會改變浮力而潛入海面下2000公尺的深度，然後再上浮到海水表面；在下潛與上浮的過程中，隨時記錄海水溫度與鹽度的變化。

「亞果浮標」可以測量海水的導電度、溫度以及壓力，進而計算海水的鹽度和密度；同時在1000公尺「停留深度」時，「亞果浮標」也會直接測量平均海流速度，這些數據可以讓研究人員了解「全球海洋大規模的海流」流動情形。

亞果浮標作業示意圖

「亞果浮標」的特色，是可以改變浮標自身的有效密度，然後依照預定的時間表在海裡下潛或上浮。「亞果浮標」的結構，主要由三個部分所組成：

1. 液壓系統：「亞果浮標」在底部外側有一個類似魚鰾的外皮囊，透過液壓系統將油注入外皮囊，皮囊會膨脹使浮標體積增大，因而使得浮標的密度小於海水密度而向海面上浮，反之浮標便會下潛。
2. 微處理機系統：負責管理資料的收集、傳送，以及上浮下潛時程的排定。所有「亞果浮標」都裝載測量海水溫度和鹽度的感應器，也有些另外加裝可以測量溶氧量、營養物、pH值等生物化學感應器，進一步讓研究人員能夠觀測海洋的生物與化學數據。
3. 資料傳送系統：負責管理與衛星的通訊以及定位作業。當「亞果浮標」上浮到海面時，所測量的數據會透過位於頂端的天線傳輸到通訊衛星。

近年來由於科學技術的進步，「亞果浮標」的平均壽命已顯著的增加；在2005年後所布放的「亞果浮標」之平均壽命已超過4年，希望未來「亞果浮標」的壽命能再延長至6年以上，以節省成本。

「亞果計畫」的目的之一，是讓全世界所有人都可以免費上網獲取「亞果浮標」所測量到的海洋數據。由於「亞果浮標」傳輸到衛星的資料，會快速的被轉換成可以上傳到「全球電信系統（The Global Telecommunication System, GTS）」的格式，因此所有「世界氣象組織（WMO）」的成員國，可以在很短的時間內即可接收「亞果浮標」的數據，一般人也可以透過「全球海洋數據同化實驗（Global Ocean Data Assimilation Experiment, GODAC）」的官方網站下載資料。目前，「亞果計畫」的數據已經成為獲取海洋資料的主要來源，為氣候、天氣、海洋學以及漁業研究提供即時且重要的海洋觀測數據。

世界氣象組織的全球電信系統（The Global Telecommunication System, GTS）

前述「亞果浮標計畫」提到的GTS指的是世界氣象組織（World Meteorological Organization, WMO）的「全球電信系統」，這是一個負責有關氣象觀測資料、數據換算資料和其他氣象相關資料之快速收集、交換與發布的系統。

「全球電信系統」整合了世界各國運作的觀測系統與電信網路，全天24小時無間斷地收集並交換所觀測及分析的氣象資訊，用即時、可靠並符合成本效益的方式，方便氣象觀測數據的流通，確保所有成員國可以取得有關氣象方面所有的觀測數據、預報與警報資訊。

整個「全球電信系統」的設備資源，除了有各國在地球表面建立的各種氣象觀測設施之外，在太空中運轉的氣象與通訊衛星也扮演了重要的角色。其中除有地球同步衛星與繞極氣象衛星所組成的數據收集系統，還有透過「國際海事行動服務（International Maritime Mobile Service）」與「國際海事衛星組織（International Maritime Satellite Organization, INMARSAT）」所收集的海事資料。經由各國氣象中心的相互合作，得以為航行的船隻與飛機、科學研究人員、新聞媒體，以及一般的民眾，提供即時的氣象資訊。