Varmt och kallt vatten är båda flytande former av H2O, men de har olika tätheter på grund av värmens effekt på vattenmolekyler. Även om densitetsskillnaden är liten har den en betydande inverkan på naturfenomen som havsströmmar, där varma strömmar tenderar att stiga över kalla. ; densitetsförändringen uppgår till cirka 4 tiondelar av en procent mellan frysning och 30 grader Celsius (86 grader Fahrenheit). Även om den är liten, tillåter skillnaden att varmt vatten "flyter" ovanpå kallt vatten, ett fenomen som uppstår varje dag i världens hav.
Varmt vatten täthet

Anledningen till att varmt vatten är mindre tätt än kallt vatten är själva värmen. När värme introduceras till vatten (från en källa som solen) upphetsas dess molekyler av energin. De börjar röra sig snabbare, så när de stöter på varandra, studsar de längre bort. Det ökade utrymmet mellan de snabbt rörliga molekylerna minskar densiteten.
Kallt vattentäthet

Kallt vatten har större densitet än varmt eftersom dess vattenmolekyler är mer tröga; vibrationer och rörelser är långsammare och mindre energiska. Molekylerna studsar och stöter varandra mindre, så att fler kan passa i ett mindre utrymme. Eftersom de är packade ihop tätare är vattentätheten större.
konvektion av vatten

Eftersom varmt vatten är mindre tätt, när varmt och kallt möts, stiger varmt vatten upp till toppen; forskare kallar detta "konvektion." Denna process skapar ibland en cykel där vatten vid ytan av en sjö värms upp under dagen, sedan svalnar och sjunker på natten, vilket skapar en långsam, kontinuerlig cirkulation från djupet till ytan och tillbaka igen.
Ocean Currents

Massor med varmt vatten stiger över kallt vatten i världens hav. Med tanke på strömmar skickas varmt, tropiskt vatten mot polerna i en rörelse som ett transportband med kallt vatten under. Uppdelningen i temperaturer kallas termoclime. Golfströmmen är ett exempel på detta fenomen, och denna cykel för att ta upp varmt tropiskt vatten påverkar också klimatet över stora geografiska områden. London är till exempel inte så kallt som Calgary, även om det är samma latitud, eftersom det drar nytta av Golfströmmen. Havsvatten rör sig dock inte alltid så lugnt. Ibland, när varmt och kallt vatten (och luftmassor) möts, är resultatet en storm eller till och med en orkan.