Gulf Stream
Hình thành và cách lưu thông

Một dòng sông nước biển (có tên gọi là Hải lưu Bắc Xích đạo Đại Tây Dương) chảy về phía tây ngoài khơi bờ biển Trung Phi. Khi dòng hải lưu này tương tác với bờ biển phía đông bắc của Nam Mỹ, nó sẽ chia thành hai nhánh. Một nhánh đi vào biển Caribe, còn nhánh kia là hải lưu Antilles chảy về phía bắc và đông của Tây Ấn. Hai nhánh này nối lại phía bắc của eo biển Florida.
Gió mậu dịch thổi về phía tây vùng nhiệt đới, còn gió Tây ôn đới thì thổi về phía đông ở vĩ độ trung bình. Kiểu gió này gây ứng suất lên bề mặt đại dương cận nhiệt đới với độ rot âm trên phía bắc Đại Tây Dương. Kết quả là cân bằng Sverdrup dịch về phía xích đạo.
Do việc bảo tồn độ xoáy tiềm năng mà gió dịch chuyển về phía bắc gây ra ở ngoại vi phía tây của dãy núi cận nhiệt đới và độ xoáy tăng lên tương đối của nước chảy về hướng bắc, nên sự vận chuyển được cân bằng bởi dòng hải lưu hẹp, chảy mạnh về hướng cực. Dòng chảy này đi dọc theo biên giới phía tây của lưu vực đại dương, lớn hơn tác động của ma sát với dòng hải lưu biên phía tây và được gọi là dòng hải lưu Labrador. Việc bảo tồn độ xoáy tiềm năng còn gây ra những khúc rẽ dọc theo Gulf Stream, mà đôi khi chúng bị đứt gãy khi vị trí của Gulf Stream thay đổi, tạo thành các xoáy nước ấm và lạnh riêng biệt. Quá trình tổng thể này (còn gọi là sự tăng cường phía tây) làm cho các dòng hải lưu biên phía tây của của lưu vực đại dương (chẳng hạn như Gulf Stream) mạnh hơn các dòng hải lưu biên phía đông.
Kết quả là dòng hải lưu Gulf Stream trở thành dòng hải lưu mạnh. Nó vận chuyển nước với tỷ lệ 30 triệu mét khối/giây (30 sverdrup) qua eo biển Florida. Khi dòng chảy qua phía nam Newfoundland, tỷ lệ này tăng lên 150 sverdrup. Lưu lượng của Gulf Stream nhỏ hơn tổng lưu lượng của mọi con sông đổ ra Đại Tây Dương cộng lại (0,6 sverdrup). Tuy nhiên, nó lại yếu hơn hải lưu vòng Nam Cực. Với cường độ và độ gần của Gulf Stream, các bãi biển dọc theo Bờ Đông Hoa Kỳ có thể dễ bị tổn thương hơn trước những điểm mực nước lớn dị thường; chúng tác động đáng kể đến tỷ lệ xói mòn bờ biển.
Gulf Stream thông thường rộng 100 km (62 mi) và sâu từ 800 đến 1.200 m (2.600 đến 3.900 ft). Vận tốc của dòng hải lưu đạt mức tối đa ở gần bề mặt, với tốc độ thường rơi vào khoảng 2,5 m/s (5,6 mph). Khi chảy về phía bắc, nước ấm mà Gulf Stream sẽ trải qua quá trình làm mát bay hơi. Khâu làm mát do gió điều khiển; gió di chuyển lướt trên mặt nước gây ra bay hơi, làm mát nước, tăng độ mặn và mật độ của nó. Khi băng biển hình thành, muối bị đẩy khỏi tảng băng, quá trình ấy được gọi là loại bỏ nước muối. Hai quá trình này cho ra nước đặc và lạnh hơn (hay chính xác hơn thì nước vẫn ở dạng lỏng ở nhiệt độ thấp hơn). Ở Bắc Đại Tây Dương, nước đặc đến mức nó bắt đầu chìm xuống dưới lớp nước ít mặn hơn và ít đặc hơn (quá trình đối lưu tự nhiên tương tự như một cây đèn lava). Dòng khí lưu lạnh và đặc này mạnh theo chiều xuôi, trở thành một phần của Nước sâu Bắc Đại Tây Dương, một dòng chảy về phía nam. Rất ít rong biển nằm bên trong dòng hải lưu, mặc dù rong biển nằm thành từng cụm ở phía đông của dòng chảy.
Tháng 4 năm 2018, hai nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature cho thấy Gulf Stream chảy yếu nhất trong ít nhất 1.600 năm qua.