海水的温度(严格地讲是位温,在本节中为简便起见只写成温度)和盐度在物理意义上是各自独立的。按理说都可各自取任意数值。但是,对于实际海洋来说,决不是任意的组合关系都可能存在。诸如在某地点,把观测到的作为深度函数的温度(t),盐度(S)画到如上节所述的图上,就能得到一条曲线(t-S曲线)。该曲线在某相当广阔的海域内,即使地点不同也都能反映出大体相同的形状,而在另外的海域也能得到具有其它一定形状的t-S曲线(t-S曲线的实际例子参考1.10图),这样一来,海洋的水仅能具有一定限度的温度、盐度组合。这种情况可以认为是由于在大多数情况下海洋水都获得了一种特性,这种特性主要受在与海水现有场所不同的异地海面或该海面附近的气候条件所制约,并因为该海水与其周围的水不大混合,所以保持这些特性的同时,沿着等位比容偏差面下沉到海面以下的缘故。海水特性量的铅直分布,想来并不是由所在地局部因素来决定,而主要是由各深度的水,在其原来各自不同地点的海面附近获得的特性所控制的。
根据这种温度和盐度的组合——温度-盐度特性——就能区别海水层叠状态的特征。也就是说,把存在于t-S曲线形状大体相同海域中的水,叫做一个水体。这样的水体定义和分类是由斯维尔德鲁普等人(H.U.Sverdrup等,1942)作出的。现在仍广为使用。可是具有由t-S曲线上的各点所表示的温度、盐度的海水,即使它们属于同一水体,但切莫忘记它们有着不同的来源,各自具有不同的经历才具有现在这样的温度、盐度(当然还有比容)。此外,对不同水体之间的边界划分问题,还不能作出多么明确的定义。
与表示海水垂直层叠状态特性的水体这一概念相对应,把以t-S图上的一个点来表示的那种海水的特性称作水型(也常常把具有该特性的水称之为水型)。在已知的无数水型之中,可把若干个特别重要的水型提出来并赋于专有的名称(使之成为固有名词),讨论其特性、形成、分布、运动等,然而,现实的问题是提出重要水型的出发点是什么,换句话说,什么样的水型是重要的水型?对这一问题认为有两种观点,其一,主张某特性的铅垂直分布应表现出极值(例如盐度极大或极小),从北太平洋高纬度海域到中纬度海域的广阔范围内,在200米-800米深度可观察到的、以盐度极小为其特征的水型(称之为北太平洋中层水),就是以这种观点做出定义的水型之一例。其二,根据存在量(体积)多少定义水型,按该种观点,把具有某温度、盐度海水的频率(体积)分布图作到t-S图上时(将于1.3节另行详述),把表现出频率极大的温度、盐度组合,即把统计学上称作模式的水型,定义为一个专有的水型。在太平洋、印度洋深层极为大量存在的水型(称为深层普遍水),就是以这种观点来定义的例子。但是,不论用哪种观点来定义水型,即使是在同一个水型(海域)里,其水温盐度等特性和海水的密度,也都有在某范围内局部的变化,这和最初所叙述的用t-S图上的一点来定义的、有着严格涵义的水型,在概念上稍有不同。