海洋における流体運動と熱力学の方程式を解くコンピュータプログラムは、海洋モデルとして知られています。海洋モデルは、理想化されたプロセスモデルから、気候シミュレーションのために大気や氷と結合する地球規模の一般循環モデルまで多岐にわたります。

モデルは海洋を3次元グリッドに分割し、時間軸に沿って速度、温度、塩分、そして多くの場合生物地球化学的トレーサーを計算します。解像度によって、どの特徴を明示的に表現できるかが決まります。例えば、渦は10キロメートル以下のグリッド間隔が必要です。混合などのサブグリッドスケールのプロセスはパラメーター化されます。

海洋モデルは、観測データの解釈、仮説の検証、季節的な気象状況の予測、温室効果ガスによる海洋への影響予測などに用いられます。これらのモデルは、衛星データ、アルゴプロファイル、船舶による観測データなどに基づいて評価されます。解像度、物理特性、データ同化技術の継続的な向上により、海洋モデルは研究海洋学と実務海洋学の両方において不可欠なツールとなっています。

高解像度で実行されるグローバルモデルには、依然として大規模なスーパーコンピューティングリソースと綿密な検証が必要となる。