Meeresströmungen verlaufen selten geradlinig. Sie mäandern und schnüren häufig rotierende Wassermassen ab, sogenannte Wirbel. Diese Wirbel können Durchmesser von wenigen Kilometern bis zu Hunderten von Kilometern haben und monatelang bestehen bleiben. Dabei transportieren sie Wärme, Salz, Nährstoffe und Organismen weit von ihrem Ursprung entfernt.

Mesoskalige Wirbel, die ozeanischen Analoga von Wettersystemen, dominieren die kinetische Energie des Ozeans. Sie sind auf Satellitenkarten der Meeresoberflächenhöhe und -temperatur als kreisförmige Anomalien sichtbar. Zyklonische und antizyklonische Wirbel haben gegensätzliche Auswirkungen auf die Sprungschicht und die biologische Produktivität; einige transportieren Nährstoffe nach oben und fördern das Phytoplanktonwachstum an ihren Rändern oder in ihren Zentren.

Wirbel durchmischen die Ozeane und tragen so zur Durchmischung und zum Transport von Stoffen quer zu den mittleren Strömungsrichtungen bei. Sie erschweren die Interpretation spärlicher Beobachtungen und müssen in Klimamodellen abgebildet oder parametrisiert werden. Hochauflösende Satellitendaten und autonome Messbojen haben die Möglichkeiten, einzelne Wirbel zu verfolgen und ihre kumulative Wirkung zu quantifizieren, erheblich verbessert.

Ein einziger großer Strudel kann mehr Wasser transportieren als viele der größten Flüsse der Welt zusammen.