地球上的物体相对地球运动时，因受地球自转的影响，在北半球总是有一个好像是与这物体运动相垂直，作用于运动物体右方（在南半球作用于左方）的力在作用着。这个力（即柯氏力）的的大小与物体运动的速度和所在纬度的正弦成正比。现在，在我们所要处理的问题即在规模巨大同时变动却缓慢的海水运动中，这个由地球自转而产生的外观上的力和海中水平压强梯度力力二者几乎完全处于平衡状态。就某个水平面来看，因为由水平压强梯度而产生的力和等压线成直角，并从高压指向低压，所以沿等压线，在北半球高压部分将出现在运动物体右边（南半球在左边）。像这样水平压强梯度力与受地球自转的影响而产生的力相平衡时海水的运动称为地转流。
    但是，另一方面，要是把周期最多不超过10秒，像由风引起波浪那样的运动所伴随的压力除掉不予考虑的话，那么海洋中某一点的压强则由处在该点上面的海水的重量来决定。因此，海洋中某一点的水平压强梯度可由处在该点之上的水的比容和厚度、以及其比容和厚度在水平方向上有多大变化来决定。就后者来说，厚度的变化等于海面的倾斜。实际上因为海面倾斜度很小1），所以至今还不能直接测定这种倾斜度。因此，即使从观测能知道比容的分布情况，然而还是不能知道海中压强的水平梯度。但是，在海中某一深层（例如1公里或2公里深处），假定不存在压强的水平梯度的话（这相当于假定该深度海水不作水平运动），那么这里的等压面就是水平的。因为在该面（称为基准面）以上某点的压力比基准面上小，两者之差就等于从这点到基准面间海水的重量，所以如图1．4清楚表示的那样，在轻水存在之处，等压面（包括海面）向上鼓起，而在重水存在之处，等压面向下凹陷（在基准面以下情况与此相反）。只要由观测而弄清楚比容的水平梯度，这种随随等压面的倾斜而产生的水平压强梯度就能计算出来。因此，这就等于说也能知道地转流了。

    一般说来，比容的水平梯度在海洋深层比起浅层来要小得多，海水的密度也有很大的变化。联想到在这样的深度压强水平梯度比浅层也要小得多，因此可以这个深度作为计算地转流的基准面。在比基准面浅的层中，在那些并不因深度之不同而其等比容面的倾斜方向将会发生变化的地方，可用基准面之上某厚度层内的比容水平梯度的平均值（它决定该层上面的压强梯度），代表该层上面的比容梯度。因此，任意深度的压强梯度理所当然要与该深度的比容梯度密切相关。沿水平面来看，因为轻水存在之处的压力变大（图1．4），所以地转流近似地沿着该水平面内的等比容线流动，而轻水在其右边（北半球）流动着，结果在等比容线密的地方就流得快。比容既随温度、也随盐度而改变，可是在现实的海洋里，通常温度的变化比起盐度的变化来，对于比容的变化有着更大的效果。所以在以上的说明中，即使用温度代替比容，分别以暖的代替轻的水，以寒冷的代替重的水，这在理论上也可以近似地成立。
    总之，海水比容（近似地说，温度也同样）的分布，以上述的机理，通过压力，从力学的角度和海水的运动联系在一起，所以假定在某深度海洋中压力的水平梯度一旦消失或者发生变化（在该深度上流速发生变化也可导致相同的结论），那么由比容分布的观测结果就能大体定量地了解海水在水平方向上运动的分量。
    基于这个原理，由观测到的比容（直接测定的是温度和盐度），求得太平洋的海面海流，绘成图1．5〔有关世界海洋的表面海流，汇总在斯托梅尔（H．Stommel，1965）的著作中图96c）。图中的等值线是假定在深度1公里处的等压面为水平的情况下计算出来的。它也是投影在海面上的等高线。线上的数值大体上等于用米作单位表示的观测值和某一定值的差。沿着等高线的箭头表示地转流的方向。大致说来，在中纬度具有中心，并在北半球以顺时针方向；而在南半球以逆时针方向运动着的大型环流，构成着太平洋的主要洋面海流。像北半球的黑潮和南半球的东澳大利亚海流那样，构成环流其西侧部分的海流狹窄而快速（在大西洋也能观测到由几乎相同形式的环流组成的地转流）。将这种在南、北两半球上都以中纬度为中心的大型环流称为反气旋式涡旋2）。这样的海面海流分布情况，一般说来，它与统计地求出的海流分布——由航行中船首所处的方位、相对于静止水的航速推测的位置与实测位置之间是有差异的，把这些差异进行统计，所求出的海流分布一一的结果，相当一致。直到最近，我们还忽视了在图1．5所表示的、正想在下面加以叙述的海流，就是大体沿南纬10°左右，从索罗门群岛到南美向东流动着的海流。其宽度跨纬度2－3°左右，流速不太大大，可是该海流处于以赤道为轴、且与北半球的赤道逆流（北赤道逆流）大体成对称的位置上，被称为南赤道逆流。

    海面以下的海流也能作同样的计算，例例如由计算可以看到，若以1公里深度为基准面，则太平洋的δT＝125厘升／吨（太平洋的大部分海域深度为200－800米）面上的地转流，流速小，并可知其以相同于海面上地转流的流动方式流动着（Reid，1965）。关于要作比此更深的层上地转流计算的问题，因其流速小，所以随着选定的基准面的深度不同，计算结果也将各异，加之有关资料不足，因此，除流速较大的有限地点外，几乎得不到能信得过的情报资料。

1）倘若水流的流速取1米／秒，那么对应于该速度的海面倾斜度，在纬度30°的地方为7×10-4大小，即对100公里水平距离，仅仅升降0.7米。

2）北半球顺时针方向环流和南半球反时针方向的环流都在它们的中心海面为最高。因此，在水平面上看的话，其压力变得最高，所以才有这样的称呼。