世界の海洋上層は温暖化が進んでおり、気候変動が強く示唆されることが1993年から2008年にかけて行われた共同研究の結果わかった。海洋上層に蓄えられた熱エネルギーは膨大で、約67億の世界人口の一人ひとりに、100ワット電球500個分の電力を16年間連続して供給できる量だという。この研究は、アメリカ海洋大気庁（NOAA）、同航空宇宙局（NASA）、イギリス気象庁ハドレーセンター、ドイツハンブルク大学、日本気象庁の科学者チームによって実施されたもので、従来の投下式水温水深計（XBT）のほか、新たにアルゴフロート（自動的に浮き沈みしながら、水温、塩分、海流などを測定し、データを衛星経由で送る機器）による観測データも利用して、海洋上層の貯熱量を推定し分析した。その結果、海洋は地球の気候システムで最大の蓄熱器であり、地表の温暖化の80～90%が最終的に海洋に蓄えられることがわかってきた。海水温が上がれば水の体積が膨張することから、海洋の温暖化は世界の海面上昇の直接的な原因となる。研究チームは、地球の海面上昇の原因のうち、3～5割ほどがこの膨張によるものだとしている。