1.神奇的厄尔尼诺现象
厄尔尼诺现象是指地处太平洋热带地区的海水大范围异常增温现象。这一现象造成了地球温度不断升高，使影响气候的各种因素失衡，从而导致气候异常。该凉爽的地方骄阳似火，温暖如春的季节突然下起来大雪，雨季到来却迟迟滴雨不下，正值旱季却洪水泛滥。
厄尔尼诺形成的前兆包括：印度洋、印尼与澳大利亚气压上升；大西洋和太平洋中央、东面的海面气压下降；南太平洋的信风减弱或往东面吹；秘鲁附近的暖空气上升，使当地沙漠下雨；暖空气由太平洋西岸扩散至印度洋与太平洋东面。同时它也会使东部较干燥和有干旱的地方降雨。
对厄尔尼诺现象形成的原因，科学界有多种观点，比较普遍的看法是：在正常状况下，北半球赤道附近吹东北信风，南半球赤道附近吹东南信风。信风带动海水自东向西流动，分别形成北赤道洋流和南赤道暖流。从赤道东太平洋流出的海水，靠下层上升涌流补充，从而使这一地区下层冷水上翻，水温低于四周，形成东西部海温差。
但是，一旦赤道东太平洋地区的冷水上翻减少或停止，海水温度就升高，形成大范围的海水温度异常增暖。而突然增强的这股暖流沿着厄瓜多尔海岸南侵，使海水温度剧升，冷水鱼群因而大量死亡，海鸟因找不到食物而纷纷离去，渔场顿时失去生机，使沿岸国家遭到巨大损失。
由于科技的发展和世界各国的重视，科学家们对厄尔尼诺现象通过采取一系列预报措施，如海洋观测和卫星侦察，海洋大气偶合等科研活动等，深化了对这种气候异常现象的认识。现在科学家们已经能提前几个月给易受厄尔尼诺影响的人群发出厄尔尼诺来临的警报，从而让他们利用这段宝贵的时间来采取措施以减缓极对人类的影响。
2.神秘的拉尼娜
拉尼娜是赤道东太平洋海表水温异常降低的现象，正好与厄尔尼诺相反，所以也称反厄尔尼诺现象。
厄尔尼诺和拉尼娜均系西班牙语，前者意为“耶稣的小男孩”，后者意为“耶稣的小女孩”，由于这两种异常的自然现象在发生的时间上常常一先一后，所以科学家们也称其为“一对孪生兄妹”。
厄尔尼诺现象是太平洋中东部海水温度变暖，拉尼娜现象就是太平洋中东部海水异常变冷的情况。
拉尼娜的发生与赤道偏东信风加强有关。偏东信风加强，赤道洋流受信风推动，从东太平洋流向西太平洋，使高温暖水在热带西太平洋地区堆积，成为全球水温最高的海域。
相反，在赤道东太平洋表层比较暖的海水向西输送后，深层比较冷的海水就来补充，因此造成东太平洋海表水温偏低，从而引发拉尼娜现象。
太平洋上空的大气环流叫做沃尔克环流，当沃尔克环流变弱时，海水吹不到西部，太平洋东部海水变暖，就是厄尔尼诺现象；但当沃尔克环流变得异常强烈，就产生拉尼娜现象。一般拉尼娜现象常会随着厄尔尼诺现象而来，出现厄尔尼诺现象的第二年，都会出现拉尼娜现象，有时拉尼娜现象会持续两到三年。
拉尼娜现象会造成全球气候的异常。影响包括使美国西南部和南美洲西岸气候变得异常干燥，并使澳洲、印尼等地区有异常多的降雨量，以及使非洲西岸及东南岸、日本和岛地区异常寒冷。在西北太平洋区，热带气旋影响的区域会比正常偏南和偏西。
3.海火
海水发光现象被人们称为“海火”。
关于海洋上为何会出现海火现象，目前比较科学的说法共有三种。
说法一：水里会发光的生物受到扰动而发光所致。如拉丁美洲大巴哈马岛的“火湖”，由于繁殖着大量会发光的甲藻，每到夜晚，便会看到随着船桨的摆动，激起万点“火光”。
现在已知会发光的生物种类还有许多细菌和放射性虫、水螅、水母、鞭毛虫以及一些甲壳类、多毛类等小动物。
因此，人们推测当海水受到地震或海啸的剧烈震荡时，便会刺激这些生物，使其发出异常的光亮。然而，有一些研究者对此持有异议。他们提出，在狂风大浪的夜晚，海水也同样受到激烈的扰动，为什么却没有刺激这些发光生物，使之产生海火？他们认为海火是一种与地面上的“地光”相类似的发光现象。
说法二：海洋中发光浮游生物大面积聚集而引起海水发光的现象。最常见的发光浮游生物有甲藻纲的夜光藻，辐足纲的胶体虫，水螅纲的多管水母，钵水母纲的游水母，有触手纲的侧腕水母，无触手纲的瓜水母，有针亚纲的针纽虫，头足纲的耳乌贼，多毛纲的毛翼虫，甲壳纲的海萤等等。
发光机制包括细胞内发光和细胞外发光两类：前者较普遍，以夜光藻为代表；后者为从生物体排放出来的某些腺体中含有能发光的物质。两者都是通过化学反应将化学能转变为光能。因放出的能量很微，称为冷光。它们引起的海水发光现象，可影响船只的航行。
说法三：这种说法叫做电流机制说。美国一些学者对圆柱型的花岗岩、玄武岩、煤、大理岩等多种岩石式样进行压缩破裂实验时发现：当压力足够大时，这些情况会产生爆炸性碎裂，并在几毫秒内释放出一股电子流，电子流激发周围气体分子发出微光，如果把样品放在水中，则碎裂时产生的电子流能使水发光，当强烈地震发生时，广泛出现的岩石爆裂，足以发出使人感到炫目耀眼的亮光。所以，他们认为，地震时海火的产生与这种机制有很大关系。
4.迷雾重重—海雾
海雾是海面低层大气中一种水蒸气凝结的天气现象，因它能反射各种波长的光，因此常呈乳白色。雾的形成要经过水汽的凝结和凝结成的水滴（或冰晶）在低空积聚这样两个不同物理过程。
在这两个过程中还要具备两个条件：一是在凝结时必须有一个凝聚核，如盐粒或尘埃等，否则水汽凝结是非常困难的；另一个是水滴（或冰晶）必须悬浮在近海面层中，使水平能见度小于1千米。
海雾根据产生的原因可以分为平流雾、冷却雾、冰面辐射雾、地形雾四类。
平流雾是最常见的，我国沿海区常出现的就是这种海雾。出现海雾后，海面上能见度显著降低，甚至相距几米都难看见近距离的物体。它是海洋上的危险天气之一，对于海上航行和沿岸活动有直接影响。它能使客船、商船、渔船和舰艇等偏航、触礁或搁浅，所以遇有海雾天气，我们就不能再出航了。
5.海风
海风通俗说是指海上刮的风。气象学里海风是指沿海地带白天从海上吹向陆地的风，与陆风相对。海风和陆风都是比较平和的风，因此被称为海陆清风。
海陆清风的形成，也是由于海、陆性质的不同造成的。白天在太阳照射下，陆地增温很快，陆地气温比海洋高，空气受热膨胀变轻而上升，使低层气压降低，高空气压升高；海洋上则正好相反，低空气压升高，高空气压降低。
这样在海陆交界的小范围内，大气底层海面气压高于陆地，在不考虑其他因素的情况下，空气总是从气压高处流向气压低处，也就是风从海面吹向陆地，这就是海风。
一般海风的风力不大，仅4～5级。海风的范围并不大，水平方向至多不过几十千米，高度也只有几十米，所以即使海风很强，深入内陆不过50～60千米。
海陆风虽然出现在海滨地区，但也不是所有海滨地区都有海陆风现象。在地区上，中、低纬度出现的机会多；在季节上，夏季要比其他季节显著些。
周期性的海陆风，对海滨地区的气候有一定的影响。白天吹海风，使海上充沛的水分输入大陆沿岸，往往形成雾，直至产生降水，这便降低了沿岸的气温，使夏季海滨不致十分炎热。
6.海洋环境污染
在近代工业革命出现的大规模资源开发活动到来之前，人类活动对海洋的影响很小，海洋可被看做是一盆能保持自身物质与能量动态平衡的“净水”。
随着近代人类资源开发水平的不断提高和全球人口的不断增加，生产和生活过程中产生的废弃物和多余能量源源不断地排放到自然环境之中。这些物质与能量的绝大部分最终直接或经江河及大气间接进入海洋。这些额外物质与能量的输入，使得海洋（尤其是那些靠近陆地的沿岸水域）水系中昔日的物质组成和能量分布的平衡关系受到影响或遭到破坏，不仅海水的表面（如色、味等）出现变化，生活在海洋中的生物更是深受其害。海洋环境受到了严重的污染。
那么，如何科学地定义海洋环境污染呢？
根据联合国教科文组织政府间海洋学委员会所下的定义，海洋环境污染是指“人类直接或间接地把物质或能量引入海洋环境，其中包括河口湾，以致造成或可能造成损害生物资源和海洋生物、危害人类健康、妨碍包括捕鱼和海洋的其他正当用途在内的各种海洋活动、损害海水使用质量和减损环境优美的有害影响。”
人类生产、生活过程中产生的废弃物质以固态、液态和气态三种方式进入海洋。据初步估计，每年流入海洋的石油约1000万吨，海洋每年要吸收25000多吨氯联苯、25万吨铜、390多万吨锌、30多万吨铅，每年约有5000吨汞最终进入海洋，留存在海洋中的放射性物质约2000万吨，对海洋生态环境影响极大。
7.海上城市—人工岛
人工岛是人类在浅海水域中人工建造的陆地。大多数建在近岸海域，用作海上作业的场所，或用于建设海上公园等。
人工岛可建深水港、飞机场、大型电站、核电站、炼油厂、选矿厂、冶炼厂、水产加工厂、纸厂、废品处理厂、水文气象观测站以及毒品或危险品仓库等。
建筑人工岛的施工方法，有先抛填石块或混凝土块等之后护岸的，也有先围海后填沙土和构筑的。近岸的人工岛，大多有栈桥或海底隧道与岸相连。目前，我国香港地区的许多“土地”就是这样制造的。
填海造城规模最大的是日本的东京湾。日本人用城市垃圾填出了18个小岛，扇岛的面积本来只有0.9平方千米，经过填扩造陆，已达到5.5平方千米。世界上规模比较大的海上城市是日本的神户人工岛。日本人用了15年的时间，耗资5300亿日元，才建造起这座岛屿。
填海的材料是神户市西部的两座山，为填这片海，两座山已经削平，共计用土石方8000万立方米。
大规模的填海并不仅限于土地狭小、人口密集的日本。新加坡是另一个填海先锋。新加坡在1965年独立的时候领土只有581平方千米，现在已经达到618平方千米，所增加的部分都是由填海所得。甚至连辽阔的美国也在填海造城上做了很大努力，纽约的伊丽莎白港就是在3.72平方千米的沼泽地上建筑起来的。
人工造城，为沿海国家拥挤的城区提供了新的发展空间。
但人工城也有它的弊端，因为岛屿的构成材料有很多是居民废弃的垃圾和工业基地排除的污染物，这将直接危害海洋环境。处理不好，人类也会得到相应的大自然的惩罚。
8.海底新景观
海底巴士：世界各地都把水下资源同旅游业结合起来开发使用，如建造海底娱乐场、旅馆等娱乐与生活设施等。这些水下建筑物之间都设有公交网络。有一种能在海下30米深处运行的公共汽车，游客可以尽情地欣赏那异彩纷呈的水下世界。
海底村庄：距红海苏丹港不远的海面下13.7米处，有个海底村庄，村民只有50人。它是1912年6月为西欧的一些科学家进行科学实验而建造的。建筑物顶部呈圆锥体状，房间布局成放射状，客厅居中，卧室布置于四周。空气、淡水由海面接济船提供。村民外出时穿上潜水服，通过一条密封的玻璃通道，便可从海底到达海面。
海底粮仓：日本在海底建造一座实验性大米仓库。在对外隔绝的天然恒温的粮仓里，大米囤积3年不会发生霉变、生虫，营养成分也不会损失，是储备粮食和农作物种子的理想场所。
海底实验室：法国潜水实验站“大陆2号”是一个海星式水下工作站，主要从事海洋生物、潜水技术、水下医学等课题的研究工作。它有个世界驰名的“潜水托盘”，用于在水下维修潜艇。工作人员可以在海底持续工作一个月。
水下铁路：在21世纪，水下铁路将是连接陆地与海上、海底设施的纽带，是最舒适、最时髦的交通工具。列车上装有先进的线性发动机，从而驱动列车在水中高速行驶。列车在水下行驶时，时速可达80千米。当它行驶在陆地上时，时速最高可达200千米以上。