실제 해양은 대기와 상호작용이 아주 뛰어난 시스템이다. 이는 해양이 대기의 영향을 쉽게 받으며 또한 대기 역시 해양의 영향을 쉽게 받을 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 해양이 받는 태양광 에너지 양이 분진, 화산폭발, 사막의 미세 모래 입자, ... 등에 의하여 변하면 해양과 대기의 열 교환 흐름의 고리가 즉각적으로 변하게 된다. 이것은 기상변화의 일부이며 장기적인 차원에서는 기후변화를 초래하게 된다.
우리 지구에는 수많은 생명체들이 나름대로의 기후환경에 맞는 곳에서 살아가고 있다. 이는 바로 해양과 대기의 끊임없는 중재작용에 의하여 급격한 환경의 변화를 막고 있기 때문이다.
만약 이 조절작용이 어떤 이유로든 바람직하지 못한 방향으로 이어진다면, 이는 일련의 전 지구적인 규모의
환경 변화로 이어지며 이로 인한 인간자신은 물론이거니와 모든 생물 생태계에 미치는 영향은 어느 누구도 예측하기 어려운 방향으로 진행될 수 있다.
실제 해양은 대기와 상호작용이 아주 뛰어난 시스템이다. 이는 해양이 대기의 영향을 쉽게 받으며 또한 대기 역시 해양의 영향을 쉽게 받을 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들면, 해양이 받는 태양광 에너지 양이 분진, 화산폭발, 사막의 미세 모래 입자등에 의하여 변하면 해양과 대기의 열 교환 흐름의 고리가 즉각적으로 변하게 된다. 이것은 기상변화의 일부이며 장기적인 차원에서는 기후변화를 초래하게 된다. 우리 지구에는 수많은 생명체들이 나름대로의 기후환경에 맞는 곳에서 살아가고 있다. 이는 바로 해양과 대기의 끊임없는 중재작용에 의하여 급격한 환경의 변화를 막고 있기 때문이다. 만약 이 조절작용이 어떤 이유로든 바람직하지 못한 방향으로 이어진다면, 이는 일련의 전 지구적인 규모의 환경 변화로 이어지며 이로 인한 인간자신은 물론이거니와 모든 생물 생태계에 미치는 영향은 어느 누구도 예측하기 어려운 방향으로 진행될 수 있다.
해양과 대기는 다같이 유체이며 지구에 입사된 태양에너지를, 대기와 해수의 흐름에 의하여, 전 지표에 고르게 퍼지게 하는 역할을 하고 있다. 다만 대기는 해수보다 점성 및 밀도가 작으므로 그 흐름이 해양보다 약 20배 이상 빠르게 지표를 순환하고 있을 뿐이다. 그리고 한번 받은 열적 충격은 대기는 비교적 빨리 소멸되나 해양은 높은 비열로 인하여 대기보다 훨씬 오랫동안 그 자국을 남기게 되므로 일종의 지구환경 완충역할을 하며 또 자연현상의 일시적인 기억장치와 같다고 볼 수 있다. 만약, 해양에 열적인 냉.온 충격이 가해졌다면, 이 변화는 아주 멀리 오랫동안 전파될 것이며 대기의 온도에도 강하게 영향을 미친다. 이것은 다시 또 다른 해역에 영향을 미치게 된다. 그렇게 보면, 지구는 시공간적으로 다르게 서로 진동하는 해양과 대기라는 상호 주고받는 가역적인 큰 2-시스템을 갖고 있다고 볼 수 있다. 만약 이들에 상호작용의 능력한계를 벗어나는 충격이 가해지면 2-시스템에 존재 해왔던 평형은 급격히 깨어져 어느 한쪽 방향으로만 작용할 것이며 이로 인한 육상 및 해양생물체에 최악의 결과를 초래할 수 있음을 의미한다.
19세기 초 산업혁명후 인간은 수 백년 동안 지하에 잠재워 왔던 화석연료(석유, 석탄)를 엄청나게 채굴하여 사용함으로써 경이로운 경제적 문화적 발전을 해왔다. 우리는 이와 같은 인간활동의 자연에 대한 충격이 어느 정도까지는 해양이 이를 잘 소화 흡수하여 극단적인 지구 파멸이라는 재앙을 방지하여 줄 것이라고 은근히 믿고 있다. 그러나 현재로는 해양이 어느 정도 얼마만큼 이 인간들의 교란에 대하여 충격을 흡수할 수 있는지에 관하여는 잘 알 수 없다. 지구의 미래 기후변화 예측에 관한연구모델이 많이 제안되었으나 현재는 해양과 대기의 상호작용 모델이 너무 단순화되었다는 것이 지배적이다. 예를 들면 바람의 효과와 변화에 관한 것이다. 우리는 표층의 바람의 방향, 속도, 수온 등을 잘 알고 있다. 그러나 무엇보다 중요한 것은 이 바람에 의하여 발생되는 표층수의 불안정성 유발에 관한 것이다. 즉, 바람은 해수의 증발을 가속화시키고 이로 인하여 염분농도와 밀도를 높이고 이 무거워진 해수는 심해로 들어가고 저층수의 물을 표면으로 밀어 올리게 된다. 동시에 저층수에 포함된 풍부한 영양염은 표층으로 공급되어 이것은 표층미생물의 광합성 작용을 더욱 활발하게 함으로써 대기중의 이산화탄소는 더욱 쉽게 해양으로 녹아들어 갈 수 있다. 그리고 바람은 해양의 수평 흐름을 와류로 바꾸어 놓을 수 있다. 이 와류는 해수의 수평 및 수직혼합을 대단히 활성화시킨다. 이 역시 일차 생산성과 관련이 있게 된다.
약 100년 전부터 급격한 산업활동에 의하여 지금까지 지하에 고히 잠재워 왔던 화석 연료의 엄청난 소모로 인하여, 지화학적인 측면에서 본다면, 1800년대 이전의 안정된 carbon 물질순환이 크게 교란을 당하여 왔었다. 현세는 대기-해양-지각 사이의 탄소순환에 대 혼란이 일어나고 있으며 이로 인한 앞으로의 기후변화의 심각성을 흔히들 말하고 있다. 그 예로 이런 탄소순환의 교란에 의하여 과거 지구에는 대규모의 기후변화가 일어났었다는 사실은 이미 잘 알려져 있다. 마지막 빙하기가 도래하기 전의 대기중 이산화탄소 농도는 약 290 ppm 이였으며 빙하기에는 약 200 ppm으로 떨어졌음이 밝혀졌다. 이 사실은 대기중의 이산화탄소가 지구에 입사되는 태양의 복사에너지를 흡수하고 간직하는데 그 역할이 얼마나 큰 것임을 단적으로 보여주고 있다. 그러므로 우리는 앞으로 대기 중 CO2농도가 어느 정도까지 도달할 것인가 하는 문제와, 대기 중 CO2농도가 점점 증가할 때 이로 인한 장기 기후변화의 우려일 것이다. 이를 위하여 전자의 경우는 해양학자들에 의하여 주로 연구되어 왔으며, CO2농도가 현재의 배에 도달하였을 때 기후변화 예측에 관한 연구가 기상 및 대기 연구자들에 의하여 많이 수행되어 왔었다.
최근에는 "엘니뇨"라는 해양환경의 미세한 변화가 현지 어민에게는 물론 그곳 생태계에 엄청난 재앙을 초래하고 있으며 나아가 국지적으로 이상 홍수와 한발을 유발하는 원인으로 보고있다. 물론 기후변화와 해양환경변화 중에서 어느 것이 이런 대 자연재난의 선행 유발인자 인지는 불분명하기는 하지만, 한가지 확실한 것은 지금까지의 자연적인 흐름에 반하여 인간의 활동에 의한 강제적인 에너지와 물질흐름의 교란이 관여하여 발생되고 있다는 것이다.
해색 센서는 이렇게 중요한 탄소의 해수내 농도를 관측할 수 있어 장기적인 기후의 변화에 대한 실태 파악과 예측에 이용될 수 있을 것이다.