Legge di Stefan

W = e * s * T⁴ 

Tutti i corpi irradiano energia ad un rateo proporzionale alla quarta potenza della loro temperatura assoluta.
W = flusso emesso per unità di superficie (potere emissivo) 
e = coefficiente di emissione della superficie (emissività)
s = costante di Stefan-Boltzmann (5.6*10^-12 watt cm^-2 grado^-4)
T = temperatura assoluta della superficie irraggiante 

Legge di Wien

l_m* T = 2897 mm K

l_m = lunghezza d'onda (wavelenght)
T = temperatura assoluta del corpo radiante.

Calore perso o guadagnato dal mare per conduzione

Q_h

Q_h = - 1.88 * W * (t_s - t_a) W/m²

W = velocità del vento (in m/s);
t_s = temperatura del mare;
t_a = temperatura dell'aria.

Calore perso dal mare per evaporazione

Q_e

Q_e = F_e * L_t

F_e = quantità di acqua evaporata in kg/s per metro quadrato di superficie marina;
L_t = calore latente di evaporazione in kilojoules.

Calore perso dal mare per evaporazione (formula semi-empirica)

Q_e

Q_e = F_e * L_t = 1.4 * (e_s - e_a) * W * (2494 - 2.2 t_s) * 10^-3 W/m²

F_e = quantità di acqua evaporata in kg/s per metro quadrato di superficie marina;
L_t = calore latente di evaporazione in kilojoules.
W = velocità del vento rilevata ad un'altezza di 10 metri (in m/s);
e_s = pressione di vapore saturo sull'acqua di mare (in kPa);
e_a = pressione di vapore effettiva presente nell'aria ad un'altezza di 10 metri (in kPa). 

Correzione termica per termometri a rovesciamento

C

C = (T_w - t) * (T_w + V₀) / K

T_w = temperatura reale dell'acqua
t = temperatura indicata dal termometro ausiliario
V₀ = lunghezza in gradi della colonnina di mercurio quando il termometro è alla temperatura di 0°C (costante strumentale)
K = 1/a. Costante data dal certificato di taratura del termometro e dipende dal tipo di vetro usato.
a = coefficiente di dilatazione termica del vetro

Flusso dell'oceano per il radiometro 

F₀

F₀ = (w / p) * W₀

w = angolo solido del campo visivo dell'ottica dello strumento
p = è una conseguenza della legge del coseno di Lambert
W₀ = radiazione dall'oceano tra 8 e 13 mm.

Potenza radiante intercettata dal radiometro

P₀

P₀ = E * F₀ * A

E = efficienza delle lenti e del filtro
A = 1.27 cm² (area del sistema di lenti)
F₀ = flusso dell'oceano per il radiometro 

Potenza radiante fornita dal radiometro

P_r

P₀ = E * F_r * A

E = efficienza delle lenti e del filtro
A = 1.27 cm² (area del sistema di lenti)
F_r = (w / p) * W_r
W_r = flusso emesso dal sistema rivelatore del radiometro.

Profondità mediante ecoscandaglio

d

d = c * (t / 2)

d = profondità del mare
c = velocità del suono nell'acqua di mare
t = intervallo di tempo fra trasmissione e ricezione del segnale acustico

Profondità in metri di una sonda XBT

d

d = 6.472 * t - 0.00216 * t² 

d = profondità in metri
t = tempo in secondi

Note: la formula si impiega quando il segnale del sensore va direttamente ad un computer, e serve a calcolare la profondità raggiunta dalla sonda in base al tempo t impiegato nella discesa.

Radiazione ad onda corta in input (da mediare su 24 ore) in W/m² senza nubi

Q_so

Q_so= 0.4 * A_n * t_d  

A_n = altitudine del Sole in gradi a mezzogiorno
t_d = lunghezza del giorno (dall'alba al tramonto) in ore

Note: entrambi i dati sono ottenibili dalle effemeridi nautiche; la formula è tratta da Descriptive Physical Oceanography diPickard ed Emery (adattata da quella di Laevastu, 1963) ed è valida in assenza di nubi; in pratica dovrebbe essere utilizzata per calcolare in modo approssimato il valore per l'intera giornata (cioè si deve moltiplicare il valore ottenuto per 24 * 3600).

Radiazione ad onda corta in input (da mediare su 24 ore) in W/m² con nubi

Q'_s

Q'_s= Q_so* (1 - 0.0012 * C³)  

C = copertura del cielo in ottavi.

Radiazione ad onda corta riflessa dalla superficie del mare

Q_r

Q_r = 0.15 * Q'_s - (0.01 * Q'_s)²

Q'_s= Aliquota di radiazione ad onda corta in input in W/m² in presenza di nubi.

Radiazione ad onda corta effettiva (in W/m²)

Q_s

Q_s= Q'_s - Q_r = 0.85 * Q'_s - 10^-4 * Q'_s 

Q'_s= Aliquota di radiazione ad onda corta in input in W/m² in presenza di nubi.
Q_r = Radiazione ad onda corta riflessa dalla superficie del mare.

Nota: poiché la formula fornisce valori sovrastimati, si raccomanda di moltiplicare il risultato per 0.7^.

Radiazione ad onda lunga (in W/m²) con nubi

Q_b

Q_b = (143 - 0.9 * t_w - 0.46 * e_a) * (1 - 0.1 * C)

t_w = temperatura dell'acqua (in °C);
e_a = umidità relativa al di sopra dell'acqua;
C = copertura nuvolosa in ottavi.

Radiazione ad onda lunga (in W/m²) senza nubi

Q_b0

Q_b0 = (143 - 0.9 * t_w - 0.46 * e_a) 

t_w = temperatura dell'acqua (in °C);
e_a = umidità relativa al di sopra dell'acqua.

Nota: valori di Q_b0 per condizioni oceaniche variano da 120 a 170 W/m² con le quantità più elevate verificantisi a basse temperature e basse umidità e viceversa.

Resistenza in funzione della temperatura

R_t

R_t = R₀ * (1 + a*t + b*t²)

R_t = resistenza ohmica del conduttore a t°C
R₀ = resistenza ohmica del conduttore a 0°C
t = temperatura
a, b = coefficienti termici dipendenti dalla natura del conduttore (in particolare, a indica l'indice di sensibilità dell'elemento termometrico).

Rotazione di una sonda XBT durante la discesa

R(z)

R(z) = (c_t * A * r * v²) / 2

c_t = coefficiente di trascinamento (funzione del numero di Reynolds)
A = sezione della sonda
r = densità dell'acqua
v = velocità di discesa

Salinità in relazione alla clorinità

S ^°/_°° = 1.80655 Cl ^°/_°° 

Cl = clorinità del campione

Salinità pratica (S)

S = 0.008 - 0.1692 * K₁₅ ^1/2 + 25.3851 * K₁₅ + 14.0941 * K₁₅ ^3/2 - 7.0261 * K₁₅ ² + 2.7.081 * K₁₅ ^5/2

K₁₅ = rapporto di conducibilità