Ветер, дующий над океаном перермешивает верхние слои, приводя к образованию перемешанного слоя, имеющего постоянную температуру и солёность от поверхности до глубины где их значения отличаются от поверхностных. Величина изменений бывает разной, но обычно температура на нижней границе слоя должна быть не более чем на 0,02–0,1° C холоднее чем на поверхности. Отметим что и температура и солёность должны быть постоянны в этом слое. Позже мы увидим что средняя скорость в перемешанном слое может изменяться с глубиной.
Обычно толщина перемешанного слоя в тропических и средних широтах составляет 10–200м (Рисунок 6.9 верхняя часть). Он часто более солёный чем подстилающие воды (исключение в этом смысле составляют высокие широты) (Рисунок 6.9 нижняя часть). Под перемешанным слоем температура воды быстро убывает с глубиной. Диапазон глубин где скорость изменений, градиент температуры, большая называется термоклином. Так как плотность сильно зависит от температуры, термоклин чаще всего совпадает со слоем с большими градиентами плотности – пикноклином.
Глубина и температура перемешанного слоя изменяется день ото дня и от от сезона к сезону в зависимости от двух процессов:

1. Поток тепла через поверхность нагревает и остужает поверхностную воду. Изменения температуры изменяют контраст плотности между перемешанным слоем и подстилающими водами. Чем больше контраст, тем больше работы требуется чтобы перемешать слой в вертикальном направлении.
2. Турбулентность в перемешанном слое обеспечивает механическую работу необходимую для транспортировки тепла вниз. Турбулентность зависит от скорости ветра и интенсивности обрушения волн. Турбулентность перемешивает воду в слое, а это перемешивает воду в слое термоклина.

В средних широтах перемешанный слой тоньше поздним летом, когда ветры слабые и солнечный свет хорошо прогревает поверхностный слой. Временами прогрев настолько велик, а ветры настолько слабы, что слой становится толшиной всего в несколько метров. Осенью ранние штормы переносят тепло в более глубокие слои, увеличивая толщину перемешанного слоя, но часть тепла при этом теряется. Зимой тепло уходит и перемешанный слой продолжает увеличиваться, достигая максимума поздней зимой. Весной ветры ослабевают, поступление солнечного света увеличивается и формируется новый перемешанный слой (Рисунок 6.10).
Перемешанный слой редко простирается ниже двухсот метров. Под первыми двустами метрами находится постоянный термоклин, переходящий в холодные глубинные воды океана.

Figure 6.7 Growth and decay of the mixed layer and seasonal thermocline from November 1989 to September 1990 at the Bermuda Atlantic Time-series Station (BATS) at 31.8°N 64.1°W. Data were collected by the Bermuda Biological Station for Research, Inc. Note that pressure in decibars is nearly the same as depth in meters (see §6.8 for a definition of decibars).

Figure 6.8 Typical temperature and salinity profiles in the open ocean. AAC: At 62.0°S, 170.0°E in the Antarctic Circumpolar Current on 16 January 1969 as measured by the R / V Hakuho Maru. Warm Pool: At 9.5°N 176.3°E in the tropical west Pacific warm pool on 12 March 1989 as measured by Bryden and Hall on the R / V Moana Wave. BATS: At 31.8°N 64.1°W near Bermuda on 17 April and 10 September 1990 as measured by the Bermuda Biological Station for Research, Inc. Data are included with Java Ocean Atlas.