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温水と冷水はどちらも液体のH2Oですが、水分子への熱の影響により密度が異なります。密度の差はわずかですが、海流などの自然現象に大きな影響を与えます。海流では、暖かい流れが冷たい流れよりも上昇する傾向があります。
水の密度
冷水は常に温水よりも濃いです。密度の変化は、氷点近くから摂氏30度（華氏86度）の間で約4分の1パーセントになります。わずかではありますが、この差により、冷たい水の上に温水が「浮く」ことができます。これは、世界の海で毎日発生する現象です。
温水密度
温水が冷水より密度が低いのは、熱そのものです。 （太陽のような源から）水に熱が導入されると、その分子はエネルギーによって励起されます。彼らはより速く動き始めるので、彼らがお互いにぶつかるとき、彼らはより遠くに跳ねます。高速で移動する分子間のスペースが増加すると、密度が低下します。
冷水密度
冷たい水は、水分子の動きが遅いため、熱いよりも密度が高くなります。振動と動きは遅く、エネルギッシュではありません。分子の跳ね返りと揺れが少なくなるため、より小さなスペースでより多くの分子を一緒に収めることができます。それらはより密に詰め込まれているため、水の密度は大きくなります。
水の対流
温水は密度が低いため、温水と冷水が出会うと、温水が上に上がります。科学者はこれを「対流」と呼びます。このプロセスは、日中は湖の表面の水が温められ、夜は冷えて沈み、深部から水面へ、そして再び戻ってゆっくりと継続的に循環するサイクルを作り出すことがあります。
海流
暖かい水の塊は、世界の海の冷たい水の上に上昇します。流れが与えられると、温かい熱帯の水は、冷たい水が下にある状態で、コンベアベルトのような動きで極に向かって往復します。温度の格差はサーモクライムと呼ばれます。湾流はこの現象の例であり、暖かい熱帯の水をもたらすこのサイクルは、広い地理的地域の気候にも影響を与えます。たとえば、ロンドンは、同じ緯度でもカルガリーほど寒くはありません。湾岸ストリームの恩恵を受けているからです。しかし、海水は常にこれを穏やかに動かすとは限りません。時々、温水と冷水（および気団）が出会うと、結果は嵐またはハリケーンにさえなります。