Suolaisuus ja lämpötila vaikuttavat veden kerrostumiseen
Varsinaisella Itämerellä, osassa Suomenlahtea ja vähäisemmässä määrin Pohjanlahdella veden suolaisuus muuttuu syvyyden kasvaessa siten, että kevyempi vähäsuolainen vesi tavallaan kelluu painavamman suolaisemman veden päällä. Tällöin veden sanotaan olevan kerrostunut suolaisuuden suhteen. Tämä kerrostuneisuus on pysyvä. Itämeren veden suolaisuus on huomattavasti alempi kuin valtamerissä ja suolaisuus vaihtelee suuresti. Itämeren ehkä leimaa-antavin ominaispiirre on sen veden suolaisuuskerrostuneisuus.
Lisäksi koko Itämeri kerrostuu kesäisin lämpötilan suhteen. Tilanne on täsmälleen sama kuin suolaisuuden suhteen, tällöin vain lämpimämpi vesi pysyy kylmemmän veden yläpuolella.
Suolaista valtameren vettä tulee Itämereen Tanskan salmien kautta. Suolaisempi vesi on makeampaa raskaampaa ja laskeutuu pohjalle muodostaen Itämeren syväveden. Tämän päälle muodostuu Itämeren pintavesi. Sen suolaisuutta alentaa makea vesi, jota tulee Itämereen jokivirtaamina ja sateena. On huomioitava, että pintavesi ei ole kuitenkaan makeaa vettä, vaan edelleen murtovettä.
Pintaveden ja syväveden rajapinnalle, noin 50-70 metrin syvyydelle muodostuu suolaisuuden muutosvyöhyke, jossa suolaisuus kasvaa voimakkaasti lyhyellä matkalla syvemmälle mentäessä. Tätä kerrosta kutsutaan suolaisuuden harppauskerrokseksi eli halokliiniksi. Tässä kerroksessa suolaisuus kasvaa tyypillisesti 2-3 promillea, mutta Itämeren eteläosissa lähempänä Tanskan salmia jopa 10 promillea. Suolaisuuskerrostuneisuus on pysyvä, eikä se riipu kovinkaan paljon vuodenajoista. Suolaisuuden voidaan sanoa siis olevan kaksikerroksinen.
Joet tuovat makeata vettä
Suolainen vesi tulee Itämereen lounaiskulmasta ja leviää siitä syvävedessä itään ja pohjoiseen. Joet tuovat vastaavasti makeaa vettä erityisesti Itämeren pohjois- ja itäosiin, joista se leviää pintavirtauksena etelään. Näin suolaisuus pienenee mitä etäämmälle pohjoiseen tai itään Tanskan salmista siirrytään. Pintaveden suolaisuus vaihteleekin Itämeren eri osien välillä etelän 10 promillesta pohjoisen ja idän lähes makeaan veteen (1-3 promillea). Suomenlahdella pintasuolaisuus vaihtelee länsiosien 6 promillesta Pietarin edustan lähes makeaan veteen. Suomenlahden pohjukassa suolaisuutta laskee Neva, joka on valunnaltaan Itämeren suurin joki. Pohjanlahden pintasuolaisuus on 2-5 promillea pienentyen pohjoiseen mennessä.
Pintavesikerros lämpenee kesällä
Itämeren veden lämpötilan muutokset johtuvat pääosin leveyspiiristämme, jolla auringonsäteilyn vuodenaikainen vaihtelu on suurta. Keväällä jäiden sulettua auringonsäteily lämmittää veden pintaa, mikä lämpeneekin nopeasti. Tuuli sekoittaa pintavettä, jolloin lämpöä kulkeutuu syvemmälle. Tyypillisesti 15-20 metrin syvyydelle muodostuu alkukesän aikana lämpötilan muutosvyöhyke, jossa lämpötila laskee voimakkaasti lyhyellä matkalla syvemmälle mentäessä. Tätä kerrosta kutsutaan lämpötilan harppauskerrokseksi eli termokliiniksi.
Termokliinin alueella vesi voi kylmentyä kymmenenkin astetta muutamien metrien matkalla syvyyssuunnassa. Termokliini sijaitsee aina pintavedessä ja erottaa siitä erillisen pinnanläheisen sekoittuvan kerroksen, joka on periaatteessa tasalämpöinen pinnalta termokliiniin asti. Termokliinin alapuolelle (ja halokliinin yläpuolelle) jäävää kerrosta, joka ei siis pääse juurikaan lämpenemään kesän aikana, nimitetään talvivedeksi. Tässä kerroksessa, jonka tyypillinen paksuus on 30-40 metriä, tavataan kaikkein kylmin vesi kesäaikana. Täältä syvemmälle mentäessä vesi lämpenee.
Itämeren veden korkeimmat lämpötilat saavutetaan yleensä heinä-elokuun vaihteessa, jolloin pohjoisosissa vesi on keskimäärin 14-15 asteista ja eteläosissa 16-18 asteista. Kaikkein lämpimimpien jaksojen jälkeen pintavesi voi olla yli 20 asteista kaikkialla Suomen rannikkoalueilla. Pohjanläheisten vesien lämpötila on varsinkin syvillä alueilla vuoden mittaan melko vakio, noin 2-5 astetta.
Syysmyrskyt sekoittavat vesikerroksia
Termokliini ei ole pysyvä, vaan esiintyy ainoastaan kesäaikana. Loppukesällä merivesi alkaa jäähtyä. Sekoittuvan pintakerroksen vesi tulee jäähtyessään alapuolista vettä raskaammaksi ja aikaansaa syvyyssuuntaisen sekoittumisen. Tämä sekoittuminen heikentää termokliinia ja sen eri puolilla vallitseva lämpötilaero pienenee. Syysmyrskyjen saapuessa tuulen vaikutus sekoittaa vettä yhä syvemmälle termokliinin hävitessä lopulta kokonaan. Sekoittuminen yltää Pohjanlahdella ja Suomenlahden itäosissa pohjaan asti tai lähelle sitä ja vastaavasti halokliiniin asti niillä alueilla, missä halokliini esiintyy.
Käsi kädessä esiintyvät lämpötilakerrostuneisuus ja suolaisuuskerrostuneisuus antavat Itämerelle hyvin ainutlaatuisen leiman ja erottavat Itämeren sekä järvistä että valtameristä. Järvillä veden kerrostuneisuuden aiheuttaa kesäaikainen lämpötilakerrostuneisuus, mutta suolaisuuden vaihtelua ei niillä tietenkään ole. Valtamerillä esiintyy sekä lämpötilakerrostuneisuutta että suolaisuuskerrostuneisuutta, mutta niillä veden tiheyserot aiheutuvat pääasiassa lämpötilan muutoksista ja paineen vaihteluista, sillä suolaisuuden muutokset ovat niin vähäisiä.
