„Не вярвай на морската тишина: морето е тихо, докато стоиш на брега.“

Общата площ на Черно море от 423 000 km² е приблизително една пета от повърхността на Средиземно море. Общият му обем е 547 000 km³ и максималната дълбочина около 2 200 m.

Големият сладководен речен вток на повърхността и притокът на солени средиземноморски води, разпространяващи се в дълбоководната част на морето през Босфорския проток, създават условия за уникална двуслойна термо-халинна водна стратификация. Оттук се образува остър хало-пикноклин, разположен на дълбочина 50 – 100 m, който разделя повърхностните и дълбоките басейнови слоеве. Вертикалната биогеохимична структура на Черно море се различава значително от типичната за океана. Рязкото стратифициране по плътност, придружено със слаба вертикална циркулация и смесване, предотвратяват вентилацията на водите под постоянния пикноклин. Поради тази причина, органичната материя, която непрекъснато седиментира и се разлага, води до развитие на постоянна аноксия и високи концентрации на сероводород под дълбочина 120-150 m през последните 7 000 години.

Хидрологичните условия в Черно море са строго специфични. Той е най-големият аноксен басейн в света, със стабилна вертикална стратификация, причинена от преобладаващия речен вток и валежите. Средната аномалия на повърхностната плътност е 14 kg/m³ , а солеността е под 22‰. Притокът на средиземноморска вода през Босфора е причина солеността в дълбоководните части на басейна да е по-висока от повърхностната. Отличителна черта на Черно море е наличието на постоянен халоклин – слой с високи градиенти на солеността, разположен между 120 и 200 m дълбочина. Дълбочината му отразява баланса между повърхностните разпреснени и дълбоководните сравнително солени слоеве. Наличието на халоклина пречи на смесването и поддържа стабилността на повърхността, разделяща слоя, снабден с кислород и сероводородния слой.

Присъствието на сероводородна зона в Черно море се приема като сигурно потвърждение на хипотезата за липса на обмен между повърхностния и дълбокия (под халоклин) воден слой. Причината за това е, че докато повърхностните слоеве редовно се попълват от речния вток и валежите, по-дълбоките слоеве на Черно море се заемат само от соления вток от придънното Босфорско течение. Обемът на въвежданата вода е много малък в сравнение с общия обем на водата в басейна и е изчислено, че водата на по-големи дълбочини се подновява само веднъж на всеки 2 000 – 3 000 години. Независимо от силно изразения халоклинен “застой” на водите в чашката на басейна, система от различни циклонални и антициклонални вихри на практика заема целия воден стълб, като динамичните процеси продължават със специфична интензивност в различни слоеве.

С изключение на топлинния баланс, изпарението и валежите, общият хидрологичен режим на морето до голяма степен зависи от обема на речния вток и средиземноморския солен воден поток (соленост 34–36‰). Черно море е басейн с положителен воден баланс, показан за периода 1923-1940 г. и 1945-1985 г. въз основа на изчисленията на водното количество от 800–801 km³ (Altman and Matushevski, 1987).

Водният поток в протока Босфор е сложен. Състои се от повърхностно течение с по-ниска соленост, което отвежда води извън Черно море и придънно течение от води от Мраморно море с по-висока соленост и плътност, насочено към дълбоководните части на Черно море. И двата потока имат приблизително една и съща скорост от ~ 80 cm/s. Обемът на изтичане на водни маси от Черно море е два пъти по-голям от притока на солена вода от Мраморно море.

Водосборната зона на Черно море надхвърля 2 млн. km² , като само площта на р. Дунав обхваща една трета от тази зона. Трите големи реки, които се вливат в морето – Дунав, Днепър, Днестър, са с общ дебит на сладка вода 269 km³ /год. През последните няколко десетилетия речният вток намалява поради интензивното използване на сладководни води и изменението на климата. Съществува голям пространствен дисбаланс на речния вток, тъй като най-големият източник на сладка вода е концентриран в плиткия северозападен шелф.

Друга характеристика с основно значение е студеният междинен слой между повърхностните и дълбоките води на Черно море. Долната му граница съответства на постоянния пикноклин, докато през втората половина на годината (от юни до декември) горната граница на слоя е ограничена от сезонния термоклин. Традиционно ограничен от изотермата от 8°С, студеният междинен слой съдържа водите с най-ниска температура в целия воден стълб. Студеният междинен слой се образува както в центровете на циклоналните завихряния, така и при екстремно охлаждане на водите в северозападния шелф и континенталния склон. Впоследствие те се разпространяват в цялото Черно море между дълбочини от 50 до 100 m посредством господстващата циклонална циркулация, доминирана от Основното черноморско течение. Бароклинaлните вихри, образувани от двете страни на това кръгово течение, играят важна роля в хоризонталния обмен на топлина и соленост. През лятото, когато основното черноморско течение отслабва, над континенталния склон се образуват големи антициклонични вихри в резултат на текущата нестабилност, която може да проникне до дълбочина от 500 – 1 000 m и да повлияе на дълбочинната вентилация на басейна. Студените междинни води са изключително важни за екосистемата на Черно море, тъй като са богати на кислород и представляват горната граница на аноксичната зона. Анализът на историческите вертикални профили на кислорода показа дългосрочна тенденция на дезоксигениране на откритото Черно море, като най-тревожното проявление е изплитняването на долната граница на оксиклина от 140 m (1955 г.) до 90 m (2010 – 2015 г.) (Capet et al., 2016).

Циркулационната система в Черно море е доминирана от мезомащабна активност, насложена върху квази-постоянните елементи на басейнов и подбасейнов мащаб. Основните съставни части на циркулацията в горния слой са периферната основна черноморска система от течения, затваряща вътрешната клетка, която включва както двата големи циклонални вихъра, така и серия от взаимосвързани циклонални мезомащабни завихряния. От външната част на основното черноморско течение се образуват квази-стабилни (повтарящи се) антициклонални вихри. Тази система на циркулация е допълнително придружена от меандри, нишки, офшорни струи в крайбрежната зона, както и циклично разпространяващи се много преходни характеристики на основното черноморско течение.