海流は直線的に流れることはほとんどなく、蛇行しながら、渦と呼ばれる回転する水の塊を頻繁に作り出す。これらの渦は数キロメートルから数百キロメートルに及ぶ大きさで、数ヶ月間持続し、熱、塩分、栄養分、そして生物を発生源から遠く離れた場所まで運ぶ。

気象システムの海洋版とも言える中規模渦は、海洋の運動エネルギーを支配している。これらは衛星画像による海面高度・水温マップでは円形の異常として観測される。低気圧性渦と高気圧性渦は、水温躍層と生物生産性に対して相反する影響を及ぼし、渦の縁辺部や中心部では栄養塩を上昇させ、植物プランクトンの増殖を促進する。

渦は海洋をかき混ぜ、混合を促進し、平均流経路を横断する物質輸送に寄与する。渦は、まばらな観測データの解釈を複雑にするため、気候モデルにおいて表現またはパラメータ化する必要がある。高解像度衛星データと自律型フロートにより、個々の渦を追跡し、その累積的な影響を定量化する能力が大幅に向上した。

一つの大きな渦は、世界の主要河川の多くを合わせたよりも多くの水を運ぶことができる。